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온간이주속압연에 의한 고성형성 알루미늄 박판의 제조

전문가 제언: ○ 알루미늄합금은 자동차용 경량소재로서 유망하나 경합재료인 강판에 비하여 프레스 성형성이 취약하여 자동차부품으로서의 적용범위가 제한되고 있다. 강판의 경우에는 γ→α변태와 재결정을 이용하는 제어압연으로 재질제어가 가능하나 알루미늄은 변태가 없기 때문에 합금원소의 첨가나 집합조직의 제어에 의하여 성형성 등의 특성을 제어하고 있다.

○ 프레스 성형성의 지표가 되는 Lankford값(r값)은 집합조직과 깊은 상관성이 있다. FCC결정구조인 알루미늄의 냉간압연조직은 Bs방위의 {011}<211>에서 Cu방위의 {112}<111>에 걸친 β집합조직이 발달하고 이를 재결정시키면 Cube{100}<001>이 주방위가 되어 압연방향에서 45° 방향의 r값이 크게 저하하므로 드로잉 성형성이 낮게 된다.

○ 최근 알루미늄합금의 드로잉 성형성을 제고시키는 방법으로서 압연온도와 변형속도를 제어하는 압연법이 보고되고 있다. 즉 압연온도를 340~350℃, 변형속도를 5/s 이하로 제어하는 5083합금의 압연에서 열적으로 안정한 Bs{011}<211>방위의 집합조직과 소각입계를 갖는 아결정립(subgrain)을 형성시킴으로써 45° 방향의 r값이 1.5 이상으로 향상되어 1.0을 초월하는 평균 r값을 달성하고 있다.

○ 집합조직을 개선시키는 방법으로 본 보고에서는 판두께 방향으로 전단변형이 발생하는 이주속압연법을 이용하고 있다. 즉, 250℃의 가열롤에서 150~250%의 이주속비로 2패스 온간이주속압연을 실시하여 α섬유냉연집합조직과 γ섬유재결정집합조직을 형성시킴으로써 평균 r값은 1.2 이상을 보고하고 있다. 이와 같은 결과는 통상의 냉연강판의 2배가 넘는 값으로 우수한 프레스 성형성이 기대된다.

○ 이주속압연법은 전단변형에 의한 집합조직의 형성에도 유효하나 압축변형과 전단변형이 중첩되는 이주속압연 특유의 변형모드에 의하여 동적연속재결정이 촉진되어 결정립미세화에도 유효하다. 다만 이주속압연에서는 전단변형영역의 최적화를 위하여 압연온도, 압하량, 주속비 등의 압연조건을 적정하게 설정하는 것이 중요하다.

저자: K. Koyama, T. Komatsubara
자료유형: 학술정보