ECAP가공에 의한 AZ31Mg합금의 냉간성형성 개선

전문가 제언

○ Mg합금은 조밀육방정 결정구조에서 오는 슬립면의 제한과 소성가공 시에 생성되는 집합조직으로 인한 이방성 때문에 상온에서 성형이 어렵다. 등통로각압축(ECAP)법은 결정립미세화와 집합조직의 약화를 통한 성형성 개선에 유효하여 많이 연구되고 있다. ECAP법은 단면적을 감소시키는 기존의 압출법과는 달리 동일한 단면적을 갖고 임의의 각도로 굴곡된 채널을 통해 재료를 강제로 압출하여 굴곡부에서 전단변형을 도입하는 가공방식이다.

 

○ ECAP법은 재료의 형상이 가공 전이나 후에도 동일하게 유지되는 형상불변형 가공법이기 때문에 가공패스를 반복하면 변형량을 대폭적으로 증대시킬 수 있다. 이와 같은 강소성 가공에서는 슬립패턴이 다른 영역에서의 방위회전으로 결정립 분할이 일어난다. 따라서 상변태나 재결정이 없어도 결정의 초미립화가 가능하다. 본연구의 ECAP가공에서는 결정립 미세화 효과보다는 특정방위의 기저면슬립계와 쌍정의 활성화 효과에 의한 상온 성형성의 개선을 보고하고 있다.

 

○ AZ31 Mg합금에 적용한 등통로 굴곡각 130°의 ECAP가공(175~225℃)에서 결정립은 압연재의 15㎛ 수준에서 7~10㎛로 되어 미세화 효과는 크지 않다. 그러나 Shumid 인자가 높은 미세조직의 분율이 증가하고 저면<a>슬립과 {10-12}<10-11>인장쌍정이 활성화되어 225°℃ ECAP가공의 경우 균일변형이 17.6%로 압연시편보다 31%나 개선되었고, Lankford 계수(r값)는 50% 이상 개선되었다. ECAP가공 효과는 장치변수와 공정변수에 따라 달라지므로 이들에 관한 요인 실험과 함께 강도와 같은 다른 기계적 성질에 미치는 영향에 대해서도 연구가 필요하다.

 

○ ECAP가공에 관한 국내연구는 알루미늄 합금을 대상으로 KIST와 한양대에서 많이 연구되었고, Mg합금에 적용한 사례로는 인하대와 홍익대의 연구를 들 수 있다. ECAP법은 봉재에는 적용이 용이하지만 압축방식이기 때문에 소재의 길이에 제한이 있어 판재의 양산공정에는 적용이 곤란하다. 실용성을 고려한다면 판재에 적용을 목적으로 개발된 ECAR(Equal Channel Angular Rolling)법에 대한 연구가 요망된다.

저자

J. Suh, J. V. Hernandez, D. Letzig, R. Golle, S. Yi, J. Bohlen, W. Volk

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

217()

잡지명

Journal of Materials processing Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

286~293

분석자

심*동

분석물

• ECAP가공에 의한 AZ31 Mg합금의 냉간성형성 개선.pdf [320,675 byte]

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