• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2004년도 제5회 압연심포지엄 신 시장 개척을 위한 압연기술
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• pp.72-82
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• 2004

The deformation mechanism of hexagonal close-packed materials is quite complicate including slips and twins. A deformation mechanism, which accounts for both slip and twinning, was investigated for polycrystalline hop materials. The model was developed in a finite element polycrystal model formulated with initial strain method where the stiffness matrix in FEM is based on the elastic modulus. We predicted numerically the texture of Mg alloy(AZ31B) sheet by using FEM based on crystal plasticity theory. Also, we introduced the recrystallized texture employed the maximum energy release theory after rolling. From the numerical study, it was clarified that the shrink twin could not be the main mechanism for shortening of c-axis, because the lattice rotation due to twin rejects fur c-axis to become parallel to ND(normal direction of plate). It was showed that the deformation texture with the pyramidal slip gives the ring type pole figure having hole in the center.

• 소성∙가공
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• 제26권6호
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• pp.348-355
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• 2017

In recent years, dissimilar materials such as aluminum, magnesium, titanium, and advanced high strength steel are widely used in automotive body due to environment concerns and fuel consumption. Therefore, joining technology is important for assembling components made of dissimilar materials. In this study, friction stir hole clinching (FSHC) was proposed as a new mechanical joining method to join dissimilar materials. This process stirs and heats the upper sheet, forming mechanical interlocking with the lower sheet. The feasibility of this FSHC process was verified by comparing cross-section of joint in FSHC and hole clinching process under the same processing condition. Taguchi method was also applied to the FSHC process to estimate the effect of process parameters on joint strength and obtain optimal combination of process parameters. Joint strength of FSHC with optimal process condition was compared to that of FSHC with initial process condition as well as that of hole clinching with optimal process condition. Results showed that the FSHC process was useful for joining dissimilar materials, even if the formability of materials was low.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권5호
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• pp.387-393
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• 2010

High-strength aluminum alloy sheets with high magnesium contents were fabricated by a strip caster equipped with an asymmetric nozzle, which has been proven to be effective for reducing surface defects and internal segregation. 4 mm thick as-cast sheets consisting of fine dendrites and minor $Al_{8}Mg_{5}$ segregation were hot-rolled successfully to 1 mm sheets and subsequently annealed at various temperatures. The sheet revealed the tensile strength and elongation of 306 MPa and 34%, respectively, when it was rolled at 250${^{\circ}C}$ and subsequently annealed at 475${^{\circ}C}$, which exhibits the feasibility of the practical application for autobodies. The observed mechanical properties were explained on the basis of the microstructural characteristics of the alloy sheets.

• 한국표면공학회지
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• 제47권4호
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• pp.186-191
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• 2014

Double layer films which consisted of aluminum(Al) and magnesium(Mg) have been prepared by e-beam deposition. The structure, alloy phase, and corrosion resistance of the prepared films were investigated before and after heat treatment. The first (bottom) layer fixed with Al, and the thickness ratio between Al and Mg layers has been changed from 1 : 1 to 5 : 1, respectively. Total thickness of Al-Mg film was fixed at $3{\mu}m$. The cold-rolled steel sheet was used as a substrate. Heat treatment was fulfilled in an nitrogen atmosphere at the temperature of $400^{\circ}C$ for 2, 3 and 10 min. Surface morphology of as-deposited Al-Mg film having Mg top layer showed plate-like structure. The morphology was not changed even after heat treatment. However, cross-sectional morphology of Al-Mg films was drastically changed after heat treatment, especially for the samples heat treated for 10 min. The morphology of as-deposited films showed columnar structure, while featureless structure of the films appeared after heat treatment. The x-ray diffraction data for as-deposited Al-Mg films showed only pure Al and Mg peaks. However, Al-Mg alloy peaks such as $Al_3Mg_2$ and $Al_{12}Mg_{17}$ appeared after heat treatment of the films. It is believed that the formation of Al-Mg alloy phase affected the structure change of Al-Mg film. It was found that the corrosion resistance of Al-Mg film was increased after heat treatment.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.25-25
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• 2003

마그네슘 합금은 결정구조가 HCP구조로 슬립면이 제한되어있어 상온에서의 가공이 용이하지 않다. 따라서 최근 마그네슘 합금의 미세 조직을 제어하기 위해 많은 연구가 수행되어 왔다. 본 연구에서는 구조용 재료 및 기능성 재료로 기대되는 마그네슘 합금(AZ3l)을 이용하여 주조로부터 압출·압연 과정으로의 연속적인 판재 성형공정을 실행하였다. 모든 공정에 대한 전형적인 기계적 특성을 평가하기 위하여 각 공정에서 재료의 인장실험을 실시하였으며 각 공정 후에 향상된 기계적 특성들을 규명하기 위하여 경도시험을 실시하였다 또한 각 공정에서의 대표적인 미세 조직을 관찰하여 결정립 미세화에 따른 기계적 물성의 향상을 확인하였다. 주조재, 압출판재, 압연판재의 인장강도는 189.3㎫, 257.9㎫ 그리고 234.㎫로 증가하였다가 다소 감소하지만, 연신율은 상대적으로 16.26%, 24.99% 그리고 27.16%의 50%에 가까운 주목할만한 증가를 나타낸다. 인장실험의 실험결과로부터 얻어진 가공경화지수로부터 대상 재료인 마그네슘 합금(AZ3l)에 대하여 DRX의 거동을 예측할 수 있었으며, 압출후 압연 판재의 경우 연한 재결정 조직으로 인하여 연신율의 대폭적인 증가를 확인 할 수 있었다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.67-69
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• 2006

Since magnesium alloy has a limited formability at room temperature, forming should be carried out at the elevated temperature. If the initial grain size is small, superplasticity could be expected over $400^{\circ}C$. Using superplastic behavior, blow forming can be used to overcome the low formability of Mg alloys. In the present study, the optimization of blow forming of AZ31 alloy at the elevated temperature was investigated. Finite element simulation was carried out and verified with the blow forming experiments.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.188-188
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• 2015

마그네슘 합금은 낮은 비중의 경량화 금속 소재이며, 주로 주조 주조재 형태로 상당한 기간 활용되어 왔으며, 최근에는 포스코에서 AZ31 합금으로 판재를 생산하면서 판재상의 마그네슘 소재의 응용이 본격화되고 있다. AZ31 마그네슘 합금 판재는 경량화가 요구되는 분야에 사용되는 것을 목표로 설계되어 상업화가 추진되고 있으며, 이의 적용을 위해서는 마그네슘 판재의 내부식성을 제어하는 표면처리 공정이 필수적이다. 마그네슘 판재를 이용하여 자동차 부품을 가공하는 경우 부품의 표면처리는 전착도장 공정 안정성 및 내구성 확보가 필수적이며, 기존의 완성차 업체에서 사용하는 전착도장 공정을 포함하여야 한다. 본 발표에서는, 판재를 이용하여 가공되는 자동차 부품의 경우 설계상 필요에 의하여 요구되는 표면처리 공정 이슈와 함께, 특히 설계에서 요구되는 이종금속을 포함하는 표면처리에 관하여 논하고자 한다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2004년도 제5회 압연심포지엄 신 시장 개척을 위한 압연기술
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• pp.63-71
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• 2004

Recently, a sheet forming process of Mg alloys is highlighted again due to increasing demand for Mg wrought alloys in the applications of casings of mobile electronics and outer-skins of light-weight transportation. Microstructure control is essential for the enhancement of workability and formability of Mg alloy sheets. In this research, AZ31 Mg alloy sheets were prepared by hot rolling process and the rolling condition dependency of the microstructure and texture evolution was studied by employing a conventional rolling mill as well as an asymmetric rolling mill. When rolled through multiple passes with a small reduction per pass, fine-grained and homogeneous microstructure evolved by repetitive dynamic and static recrystallization. With higher rolling temperature, dynamic recrystallization was initiated in lower reduction. However with increasing reduction per pass, deformation was locallized in band-like regions, which provided favorable nucleation sites f3r dynamic recrystallization. Through post annealing process, the microstructures could be transformed to more equiaxed and homogeneous grain structures. Textures of the rolled sheets were characterized by $\{0002\}$ basal plane textures and retained even after post annealing. On the other hand, asymmetrically rolled and subsequently annealed sheets exhibited unique annealing texture, where $\{0002\}$ orientation was rotated to some extent to the rolling direction and its intensity was reduced.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.116-116
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• 2009

마그네슘 합금은 구조용으로 사용 가능한 금속 재료 중 가장 가벼운 소재이며, 동시에 비강도 및 비강성과 같은 기계적 특성이 우수하여 알루미늄 합금의 뒤를 이을 차세대 경량 재료로써 주목을 받고 있다. 더욱이 석유자원의 대부분을 소비하고 있는 운송기기 분야에서는 경량화를 통한 연비향상과 배출가스 저감이 가장 큰 과제이며, 이 문제를 해결하기 위한 노력의 일환으로 최경량 소재인 마그네슘 합금의 사용량은 더욱 증가할 것으로 기대된다. 한편 기존의 마그네슘 합금 관련 연구는 새로운 합금의 개발에 치우쳐 있었으며, 상대적으로 이들 합금을 활용하기 위한 가공기술, 특히 용접에 대한 연구는 아직까지 많이 부족한 실정이다. 이는 철강재와 비교하여 마그네슘 합금의 고유물성이 용접의 관점에서는 상당히 열악하기 때문으로, 마그네슘은 융점 및 비점은 낮은 반면, 증기압과 열전도율은 높고 표면장력 및 점성은 낮은 특성을 가지고 있다. 그러므로 타 공법에 비해 상대적으로 입열이 적고 고속용접이 가능한 레이저의 적용이 최적으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 Nd:YAG 레이저를 사용하여 압연판재로 상용화되어 있는 AZ31B 마그네슘 합금의 맞대기 용접성을 조사하였으며, 용접부의 미세조직과 용접조건에 따른 용접부의 기계적 특성을 비교 및 검토하였다. 용접부의 기계적 특성은 인장 및 경도시험을 통해 평가하였다. 그 결과 레이저 출력 1.2kW를 적용한 경우에 안정적인 강도를 얻을 수 있었으며 레이저 출력 1.5kW, 용접속도 80mm/sec의 조건에서 모재 인장강도 대비 103% 그리고 연신율 대비 47.1%의 최적의 결과가 얻어졌다. 또한 용접부의 경도는 모재와 동등하거나 다소 높은 수준이었다. 이는 용접시 용접부내 잔류하는 알루미늄에 의한 고용 강화 효과와 금속간화합물의 석출 빈도 증가, 그리고 레이저 용접의 특징인 급열급랭 공정에 기인한 결정립 미세화의 영향 때문으로 사료된다. 한편 용접부 미세조직을 관찰한 결과, 열영향부의 존재는 두드러지지 않았으며 용융경계부에서는 주상정이, 그리고 용접부 가운데에서는 등축정이 관찰되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.44-44
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• 2018

칼라도장강판은 금속 제품의 제품화 공정 중에 도장 공정을 생략함으로 경제적이며, 제조공정 중 발생할 수 있는 VOCs(Volatile Organic Compounds)의 배출 염려가 없어 건축 및 가전 산업에 다용되고 있다. 칼라도장강판은 용융아연도금강판(GI), 전기아연도금강판(EGI), 용융알루미늄아연합금도금강판 등이 기재로 적용되고 있으며, 최근 마그네슘 성분이 첨가되는 고내식 도금강판 개발과 함께 고내식 도금강판을 이용한 칼라도장강판의 개발 및 수요 발굴을 위한 연구가 활발하게 진행 중에 있다. 칼라강판의 구성은 일반적으로 도막 밀착성 확보를 위한 화성처리층, 기재와 도막간의 밀착성과 내식성 개선을 위한 하도층(primer layer), 가공성, 내오염성, 의장성 등의 기능성 부여를 위한 상도층(top layer)의 구조로 도장되어 있다. 도료는 가공성, 내오염성, 경도 등의 기능성이 우수한 폴리에스테르 수지계가 가장 폭넓게 사용되고 경화제로는 멜라민 화합물과 이소시아네이트 화합물이 널리 사용되고 있다. 칼라도장 강판은 1970년대 이후 본격적으로 보급되어 사용되기 시작하였으며, 화성처리층은 밀착성과 내식성이 우수한 크로메이트처리가 널리 사용되고, 하도층은 방청성이 우수한 크로메이트계 방청 안료를 함유시킨 도료가 일반적이다. 그러나, 전기전자 제품에 적용되는 칼라도장강판은 2006년에 RoHS 규제의 시행과 더불어 6가 크롬 사용 제한의 영향으로 크롬프리 화성처리가 일반화되어 적용되고 있으며, 그 동안 6가 크롬 제안이 유보적이었던 건축용 칼라도장강판 또한 크롬프리 화성처리층 및 크로메이트계 방청 안료의 하도층 적용을 회피하고 있는 추세이다. 이에 따라, 고내식 합금도금강판을 기재로 사용하고 기존의 화성처리층과 하도층에 크롬프리 수지를 적용하는 연구개발이 활발하게 진행 중에 있다. 본 연구에서는 마그네슘이 첨가된 고내식 합금도금강판으로 Al-Mg-S i강판과 용융 Zn-Al-Mg 합금도금강판에 기존의 상용화 공정에서 사용되는 크롬계 및 크로프리 화성처리 적용 칼라도장강판에 대한 내식성 등 칼라도장강판의 특성에 대해 발표한다.