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초미세결정립을 갖는 봉강의 제조공정

전문가 제언: ○ 상변태를 이용하지 않고 1㎛ 이하의 결정립을 얻는 데에는 1.0 이상의 큰 변형률이 요구되며 이를 실현할 수 있는 강소성가공법으로 ECAP법, ARB법, HPT법, MDF 등이 개발되어 있다. 그러나 이들 방법은 연구실 규모에서 실증되고 있을 뿐으로 이를 공업적으로 실현하려면 공정요인의 규명과 함께 실용규모의 대형재료에서 결정립미세화의 효과가 검증되어야 한다.

○ 공정요인에 대해서는 많은 기초연구 결과로부터 추정이 가능하다. 특히 저탄소강의 미세화에 관하여는 변형률, 변형속도, 가공온도 등의 요인과 α입경의 정량적 관계가 실험적으로 규명되어 있어 이들 데이터에 의한 수치해석 시뮬레이션을 통하여 축적되는 변형률을 해석하면 실제조업에 적용하는 경우의 결정립조직을 예측할 수 있다.

○ 실용화의 관점에서 결정립미세화를 위한 강소성가공의 기술적 문제는 대형재료에 큰 변형률을 여하히 도입할 것인가 하는 점에 집중되고 있다. 이에 대한 해결방안으로 본 보고에서는 가공공정에서 접근하는 방법인 다단식 캘리버롤 압연법을 제시하고, 80㎜각 봉강에 적용하여 평균입경 0.6㎛인 초미세립 18㎜각 봉강의 제조에 성공하였다.

○ 또 1패스 압축으로 최대 변형률 4까지 부여할 수 있는 압축가공 시뮬레이터에 의하여 결정입경(d), 변형률(ε), Zener-Hollomon인자(Z) 간의 정량적 관계를 도출하고 이 관계가 캘리버롤 압연의 경우에도 동일하게 성립함을 제시하고 있다. d와 Z의 관계, ε와 Z의 관계로부터 목표로 하는 결정립경에 대응하는 가공조건(온도 및 변형률)을 예측할 수 있게 된 점은 실용기술의 관점에서 큰 성과로 평가할 만하다.

○ 캘리버롤 압연법은 철강공장에서 봉강이나 형강류의 제조에 실용되고 있으나 현재까지는 강의 재질제어보다는 형상제어를 목적으로 이용되어 왔다. 앞으로 결정립미세화를 위한 재질제어와 형상을 동시에 제어하는 형질제어기술로 발전할 것으로 전망된다.

저자: S. Torizuka
자료유형: 학술정보