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페라이트 변태기구에 관한 최근의 해석

전문가 제언: ○ 결정립 미세화는 Hall-Petch식에서 알 수 있는 바와 같이 철강의 고강도화를 달성하는 유력한 수단이 되며, 페라이트강의 고강도화 방법으로 이용되고 있는 TMCP(Thermomechanical Control Process)압연법도 결정립 미세화를 위한 대표적인 가공열처리 방법이다.

○ TMCP압연에서는 재결정영역의 반복압연으로 모상인 오스테나이트상(γ상)을 미세화한 후, γ상의 미재결정 영역 및 (α+γ)공존역 압연으로 γ→α변태의 핵생성을 촉진시켜 미세한 등축정 페라이트 조직을 얻고 있다.

○ 그러나 입경이 1㎛급인 초미세 결정립은 실용되고 있는 압연법으로는 실현이 곤란하며 다만 실험실적으로는 변태 전에 γ상을 스트레인 1정도로 강가공하거나 변태 후에 스트레인 3이상으로 초강가공하는 수법으로 1㎛급의 초미세립이 실현되고 있다.

○ 변태와 강가공을 조합하는 공정구성으로 입경 3㎛의 압연강판이 양산설비에서 제조되고 있어 미세립화 촉진기구의 해명과 함께 제2상의 석출물을 적극적으로 이용하고 저스트레인 가공으로 미세화시키는 수법이 개발되면 입경 1㎛급 초고강도 강재의 실용화도 가능해질 것이다.

○ 상변태를 이용하지 않고 순수한 가공만으로 미세화 시키는 초가공법으로서 ECAP(Equal Channel Angular Pressing)법, ARB(Accumulative Roll-Bonding)법, HTP(High Pressure Torsion)법 등도 연구되어 수십㎚의 초미세 나노결정의 생성이 보고되고 있는데 실용적 측면에서는 양산성을 고려한 설비기술을 극복하는 것이 최대의 과제가 될 것이다.

○ 철강재료의 고강도화는 자동차의 경량화, 교량이나 건축물의 안전성 등 수요산업의 니즈에 부응하여 부단하게 추구될 것이며 이를 해결하는 수단으로서 상변태와 가공을 조합하는 결정립 미세화 수법은 연구 차원에서뿐만 아니라 실용기술에서도 더욱 발전할 것으로 전망된다.

저자: Yoshitaka Adachi, Yo Tomoda
자료유형: 학술정보