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불균질 변형조직의 특징과 역할

전문가 제언: ○ 통상적인 금속재료의 소성가공에서는 재료의 변형에 수반하여 결정내부에는 점결함과 전위가 생기게 된다. 변형의 진행에 따라 전위밀도는 증가하고 서로 결합하기도 하여 전위 셀 구조를 형성하며 그 결과 결정 내에는 변형에너지가 축적되어 재결정의 구동력으로 작용하고 가공으로 생성된 많은 결함은 재결정의 핵생성자리가 되어 결정립의 미세화가 이루어진다.

○ 실용적인 가공한계를 크게 초월하는 초강가공된 재료는 통상의 가공과 재결정으로 얻는 결정립보다 훨씬 미세한 서브 미크론 또는 수십 나노미터 수준의 초미세립조직을 갖는다. 강가공에 의한 초미세립화는 재결정과는 다른 원리에 의한 것으로 생각되나 그 조직형성 기구는 불명확하며 이를 이해하기 위하여서는 변형량의 증가에 따라 나타나는 변형조직의 형태와 그 변화 과정을 파악하는 것이 중요하다.

○ 다결정 시편에 큰 소성 변형이 일어나면 슬립에 의하여 각개의 결정립은 많이 뒤틀리게 되나 입계구속으로 인하여 결정립계의 기계적 결합은 유지된다. 그러나 강가공 상태에서의 변형조직은 입계구속에서 벗어나기 때문에 변형밴드(deformation band)와 전단밴드(shear band)가 작용하는 매우 불균질한 조직으로 된다.

○ 본고에서는 냉간압연에 수반하는 불균질 조직의 생성과 변화 과정에 대한 조직 관찰을 통하여 가공경화와 결정립미세화에 기여하는 변형밴드와 전단밴드의 역할을 상세히 해설하고 있다. 특히 SUS 310강의 압연가공에서 나타나는 전단밴드의 내부에서 미세립 집단이 형성되는 과정과 쌍정-모상 계면의 소멸과정을 잘 보여주고 있다.

○ 강가공에 의한 초미세립화를 충분히 설명할 수 있는 이론이나 모델은 아직 없으며 이를 해명하는 열쇠는 가공경화된 층상조직의 국부적인 붕괴와 관련이 있을 것이다. 이를 명백히 하기 위하여서는 소성변형시의 입계이동과정, 쌍정계면의 상호소멸이 일어나는 이유, 전단밴드의 형성과정 등에 관한 규명이 필요하다.

저자: Kenji Higsahida.etal.
자료유형: 학술정보