▲김민상 한국자동차연구원 회원이 ‘탄소중립 대응형 크로스오버(Cross-over) 알루미늄 합금 설계 및 특성 평가’에 대해 설명하고 있다.대한금속·재료학회가 경상남도 창원특례시 창원컨벤션센터 Room 605에서 알루미늄 세션 강연을 지난 25일 개최했다.
김민상 한국자동차연구원 회원은 ‘탄소중립 대응형 크로스오버(Cross-over) 알루미늄 합금 설계 및 특성 평가’에 대해 설명했다.
현재 자동차용 알루미늄 합금은 수십 종 이상이 적용되고 있으며 재활용 시 합금 성분의 차이로 인해 저급의 스크랩으로 활용된다는 문제점이 있어 차세대 모빌리티용 알루미늄 합금은 이에 대한 개선이 요구되고 있다.
이에 한국자동차연구원과 코다코는 차세대 모빌리티 구조재료에 범용적으로 사용 가능한 알루미늄 전신재 합금 개발을 목표로 하고 비열처리/열처리 특성을 모두 구현 가능한 단일 조성 알루미늄 합금에 대한 연구를 수행했다.
대표적인 비열처리 합금인 Al-Mg계 알루미늄 합금의 가공경화 특성을 유지하며 낮은 항복강도를 개선하고자 하였고, Al-Zn-Mg계 열처리형 합금의 고강도 특성을 유지하며 낮은 연신율을 개선할 수 있는 합금 설계를 진행하였다.
Al-Mg-Zn계 합금 설계를 통해 재활용성 확보와 구조재료로 적용 가능한 알루미늄 합금을 설계하였고, Mg, Zn 첨가량에 따른 기계적 특성 구현 범위와 소성가공성, SCC 특성을 평가하여 소재의 적용 가능성을 평가하였다. 시편의 제조는 20KW 유도용해로를 통해 용해하여 빌렛 형태로 중력 주조하였고, 제조된 빌렛은 200ton 압출기를 통해 25:1의 압출비로 압출하여 전신재로 제조하였다.
김 회원은 “미래 모빌리티의 경량화와 탄소중립 대응을 위한 알루미늄 합금을 설계했다. Al-Mg, Al-Mg-Si, Al-Zn-Mg 합금의 특성을 단일 소재로 구현하고자 했다. Mg, Zn 첨가량에 따라 강화 거동의 차이를 확인했고 석출강화 및 고용강화 효과를 모두 나타내며 우수한 특성을 나타낸 조성은 Al-6Mg-6Zn임을 확인했다. 또한 자연시효 진행 시 T6 열처리 소재 대비 90%의 인장강도와 25% 향상된 연신율이 나타남을 발견했다”고 전했다.
