마그네슘 합금의 적용 분야를 확대하기 위해서는 경쟁 재료와 대등하거나 우월한 수준으로 강도 및 성형성을 향상시켜야 하며, 이를 위해서는 미세조직 및 집합조직을 제어하는 기술개발이 필요하다. 본 연구에서는 고강도 고성형성 마그네슘 합금을 개발하기 위한 기초연구로 AZ31 마그네슘 합금 압연판재에서 온도변화에 따른 변형기구와 기계적 성질 그리고 집합조직의 발달을 조사하였다. 또한, AZ31 마그네슘 합금 압출재에서 소성변형하는 동안 발달하는 미세조직과 집합조직의 발달을 조사하였다. AZ31 마그네슘 합금 압연판재에서 상온 및 고온인장시험을 실시하여 항복 및 ...
마그네슘 합금의 적용 분야를 확대하기 위해서는 경쟁 재료와 대등하거나 우월한 수준으로 강도 및 성형성을 향상시켜야 하며, 이를 위해서는 미세조직 및 집합조직을 제어하는 기술개발이 필요하다. 본 연구에서는 고강도 고성형성 마그네슘 합금을 개발하기 위한 기초연구로 AZ31 마그네슘 합금 압연판재에서 온도변화에 따른 변형기구와 기계적 성질 그리고 집합조직의 발달을 조사하였다. 또한, AZ31 마그네슘 합금 압출재에서 소성변형하는 동안 발달하는 미세조직과 집합조직의 발달을 조사하였다. AZ31 마그네슘 합금 압연판재에서 상온 및 고온인장시험을 실시하여 항복 및 인장강도, 연신율, r-value, n-value를 조사하였다. 상온인장시험결과 압연방향에서 압연수직방향으로 갈수록 항복강도 및 인장강도는 증가하였고 연신율은 감소하였다. 소성변형비는 압연방향과 이루는 각도가 증가할수록 r(0°)=1.9로부터 r(90°)=3.9까지 증가하는 평면이방성을 나타냈다. 고온인장시험 결과 온도 증가에 따라 항복강도 및 인장강도가 낮아졌으며, 300℃에서 165.8%의 큰 연신율을 나타내는 특성을 보였다. 150℃에서 n-value가 0.28로 최대값을 나타냈는데, 이것은 150℃ 이하 온도에서 발생하는 쌍정과 연관이 있었다. 압연판재의 초기 집합조직은 전형적인 basal 집합조직에서 {0001}면이 RD방향으로 ± 40° 정도 회전되어 있으며 <>방향이 ND축을 중심으로 무질서하게 배향되어 있는데, 변형의 증가와 함께 {0001}<>와 {0001}<>집합조직으로 재조종되는 경향을 나타냈다. 특히, TD보다 RD로 {} pole이 ±15°정도 더 회전된다. 이러한 초기 집합조직의 차이로 상온에서 압연방향에 따라 항복 및 인장강도, 연신율, r-value 그리고 n-value의 차이가 크게 나타났다. 그러나, 온도가 증가함에 따라 이 차이는 감소하였는데, 이것은 버거스 벡터를 가진 pyramidal 슬립계의 활동도가 증가했기 때문이다. 인장변형 후의 집합조직 변화 해석과 온도에 따른 변형거동 조사를 통하여 상온에서 150℃까지의 변형시에는 basal 슬립과 쌍정이 주로 작동하지만, 고온 변형시에는 버거스 벡터를 가진 pyramidal 슬립계가 변형에 기여하여 기계적 성질과 미세집합조직의 변화를 초래하였다. 열간압출한 AZ31 마그네슘 합금에서 소성변형하는 동안 발달하는 미세조직과 집합조직의 발달을 조사하기 위해 온도, 변형율 그리고 변형속도를 변수로 하여 인장/압축시험을 실시하였다. 열간 압출에 의한 초기 <>//ED 집합조직은 인장시험 후 더 발달하고 있었는데, 이것은 AZ31 마그네슘 합금 압연재와 같이 basal 슬립의 활동만으로 변형이 수용되었기 때문이다. 또한, 미세조직의 변화는 거의 없었으며, 응력-변형율 곡선은 금속재료의 전형적인인 유동곡선을 보여주고 있었다. 압축시험한 경우 초기 <>//ED 섬유집합조직은 압축시험동안 쌍정이 유기하는 bsasl 슬립변형에 의해 <>//ED 집합조직으로 진화하였다. 유동곡선의 모양과 미세조직의 변화는 밀접한 관계를 나타내는데, 아래로 볼록한 양상을 보이는 것은 {} 인장쌍정의 발생과 연관이 있었다. 상온변형거동과 같이 발달강도의 차이는 있지만 초기 <>//ED 집합조직은 압축시험동안 쌍정이 유기하는 basal 슬립변형에 의해 <>//ED 집합조직으로 진화하였다. 그러나 250℃이상에서는 초기 발달강도 보다는 약하지만 <>//ED 집합조직과 <>//ED 집합조직을 유지하고 있었다. 이것은 250℃이상의 온도에서는 non-basal 슬립계가 활발하게 작용하기 때문이다. 이러한 결과를 바탕으로 집합조직 분석과 EBSD 해석을 이용하여 쌍정과 슬립의 주도적 경쟁이란 측면에서 변형집합조직의 진화과정을 고찰하였다.
마그네슘 합금의 적용 분야를 확대하기 위해서는 경쟁 재료와 대등하거나 우월한 수준으로 강도 및 성형성을 향상시켜야 하며, 이를 위해서는 미세조직 및 집합조직을 제어하는 기술개발이 필요하다. 본 연구에서는 고강도 고성형성 마그네슘 합금을 개발하기 위한 기초연구로 AZ31 마그네슘 합금 압연판재에서 온도변화에 따른 변형기구와 기계적 성질 그리고 집합조직의 발달을 조사하였다. 또한, AZ31 마그네슘 합금 압출재에서 소성변형하는 동안 발달하는 미세조직과 집합조직의 발달을 조사하였다. AZ31 마그네슘 합금 압연판재에서 상온 및 고온인장시험을 실시하여 항복 및 인장강도, 연신율, r-value, n-value를 조사하였다. 상온인장시험결과 압연방향에서 압연수직방향으로 갈수록 항복강도 및 인장강도는 증가하였고 연신율은 감소하였다. 소성변형비는 압연방향과 이루는 각도가 증가할수록 r(0°)=1.9로부터 r(90°)=3.9까지 증가하는 평면이방성을 나타냈다. 고온인장시험 결과 온도 증가에 따라 항복강도 및 인장강도가 낮아졌으며, 300℃에서 165.8%의 큰 연신율을 나타내는 특성을 보였다. 150℃에서 n-value가 0.28로 최대값을 나타냈는데, 이것은 150℃ 이하 온도에서 발생하는 쌍정과 연관이 있었다. 압연판재의 초기 집합조직은 전형적인 basal 집합조직에서 {0001}면이 RD방향으로 ± 40° 정도 회전되어 있으며 <>방향이 ND축을 중심으로 무질서하게 배향되어 있는데, 변형의 증가와 함께 {0001}<>와 {0001}<>집합조직으로 재조종되는 경향을 나타냈다. 특히, TD보다 RD로 {} pole이 ±15°정도 더 회전된다. 이러한 초기 집합조직의 차이로 상온에서 압연방향에 따라 항복 및 인장강도, 연신율, r-value 그리고 n-value의 차이가 크게 나타났다. 그러나, 온도가 증가함에 따라 이 차이는 감소하였는데, 이것은 버거스 벡터를 가진 pyramidal 슬립계의 활동도가 증가했기 때문이다. 인장변형 후의 집합조직 변화 해석과 온도에 따른 변형거동 조사를 통하여 상온에서 150℃까지의 변형시에는 basal 슬립과 쌍정이 주로 작동하지만, 고온 변형시에는 버거스 벡터를 가진 pyramidal 슬립계가 변형에 기여하여 기계적 성질과 미세집합조직의 변화를 초래하였다. 열간압출한 AZ31 마그네슘 합금에서 소성변형하는 동안 발달하는 미세조직과 집합조직의 발달을 조사하기 위해 온도, 변형율 그리고 변형속도를 변수로 하여 인장/압축시험을 실시하였다. 열간 압출에 의한 초기 <>//ED 집합조직은 인장시험 후 더 발달하고 있었는데, 이것은 AZ31 마그네슘 합금 압연재와 같이 basal 슬립의 활동만으로 변형이 수용되었기 때문이다. 또한, 미세조직의 변화는 거의 없었으며, 응력-변형율 곡선은 금속재료의 전형적인인 유동곡선을 보여주고 있었다. 압축시험한 경우 초기 <>//ED 섬유집합조직은 압축시험동안 쌍정이 유기하는 bsasl 슬립변형에 의해 <>//ED 집합조직으로 진화하였다. 유동곡선의 모양과 미세조직의 변화는 밀접한 관계를 나타내는데, 아래로 볼록한 양상을 보이는 것은 {} 인장쌍정의 발생과 연관이 있었다. 상온변형거동과 같이 발달강도의 차이는 있지만 초기 <>//ED 집합조직은 압축시험동안 쌍정이 유기하는 basal 슬립변형에 의해 <>//ED 집합조직으로 진화하였다. 그러나 250℃이상에서는 초기 발달강도 보다는 약하지만 <>//ED 집합조직과 <>//ED 집합조직을 유지하고 있었다. 이것은 250℃이상의 온도에서는 non-basal 슬립계가 활발하게 작용하기 때문이다. 이러한 결과를 바탕으로 집합조직 분석과 EBSD 해석을 이용하여 쌍정과 슬립의 주도적 경쟁이란 측면에서 변형집합조직의 진화과정을 고찰하였다.
In Mg alloys, textures and microstructures need to be improved so that their strength and formability can be competitive with rival materials for practical applications. The present study was aimed at investigating the deformation mechanism, mechanical properties and their relationship with the text...
In Mg alloys, textures and microstructures need to be improved so that their strength and formability can be competitive with rival materials for practical applications. The present study was aimed at investigating the deformation mechanism, mechanical properties and their relationship with the texture development in an AZ31 Mg alloy sheet, and at examining the evolution of microstructures and textures that take place during plastic deformation of a hot-extruded AZ31 Mg alloy. In the AZ31 Mg alloy sheet, such mechanical properties as yield strength, tensile strength, elongation, r-value and n-value were systematically examined with the aids of tensile tests with varying temperature. At room temperature, the measured r-values increased with angle inclined with respect to the rolling direction (RD), i.e. from r(0°)=1.9 to r(90°)=3.9, indicating a significant planar anisotropy. Yield strength and tensile strength decreased with increasing temperature in the tensile test, and it measured the maximum elongation of 165.8% at 300℃, and the maximum n-value of 0.28 at temperatures less than 150℃. The initial texture of the Mg alloy sheet was characterized by the //ND fibre texture component, which extended by rotation up to ± 40° in RD direction and ±15° in TD. This textural state was the main cause to generate the planar anisotropy of the mechanical properties at room temperature. However, as the test temperature increased, so did the activity of pyramidal slip system with burgers vectors, and thus the direction dependence of the mechanical properties disappeared. In hot-extruded AZ31 Mg alloy, tensile and compressive tests were carried out with variables such as temperature, strain and strain rate. In tensile test, the initial //ED fibre texture increased in intensity, to an extent, due to the basal slip activity, and there were rarely changes in microsturctures as compared to the initial state. On the other hand, in compressive test, where the compression axis was parallel to ED, the //ED fibre texture transformed into the //ED fibre texture. In the flow curves measured, stress-softening phenomena were observed in the range between 150℃ and 200℃. This was attributed to the occurrence of {} tensile twin. When the basal slips in the twinned grains were available, the gradient of the flow curve again increased indicating strain hardening. At temperatures more than 250℃, the initial //ED texture component was retained although of a low intensity, which was attributed to activity of the non-basal slip systems. These microstructure evolution were readily interpreted by competition between twinning and slip with th aids of micro/macro texture analyses.
In Mg alloys, textures and microstructures need to be improved so that their strength and formability can be competitive with rival materials for practical applications. The present study was aimed at investigating the deformation mechanism, mechanical properties and their relationship with the texture development in an AZ31 Mg alloy sheet, and at examining the evolution of microstructures and textures that take place during plastic deformation of a hot-extruded AZ31 Mg alloy. In the AZ31 Mg alloy sheet, such mechanical properties as yield strength, tensile strength, elongation, r-value and n-value were systematically examined with the aids of tensile tests with varying temperature. At room temperature, the measured r-values increased with angle inclined with respect to the rolling direction (RD), i.e. from r(0°)=1.9 to r(90°)=3.9, indicating a significant planar anisotropy. Yield strength and tensile strength decreased with increasing temperature in the tensile test, and it measured the maximum elongation of 165.8% at 300℃, and the maximum n-value of 0.28 at temperatures less than 150℃. The initial texture of the Mg alloy sheet was characterized by the //ND fibre texture component, which extended by rotation up to ± 40° in RD direction and ±15° in TD. This textural state was the main cause to generate the planar anisotropy of the mechanical properties at room temperature. However, as the test temperature increased, so did the activity of pyramidal slip system with burgers vectors, and thus the direction dependence of the mechanical properties disappeared. In hot-extruded AZ31 Mg alloy, tensile and compressive tests were carried out with variables such as temperature, strain and strain rate. In tensile test, the initial //ED fibre texture increased in intensity, to an extent, due to the basal slip activity, and there were rarely changes in microsturctures as compared to the initial state. On the other hand, in compressive test, where the compression axis was parallel to ED, the //ED fibre texture transformed into the //ED fibre texture. In the flow curves measured, stress-softening phenomena were observed in the range between 150℃ and 200℃. This was attributed to the occurrence of {} tensile twin. When the basal slips in the twinned grains were available, the gradient of the flow curve again increased indicating strain hardening. At temperatures more than 250℃, the initial //ED texture component was retained although of a low intensity, which was attributed to activity of the non-basal slip systems. These microstructure evolution were readily interpreted by competition between twinning and slip with th aids of micro/macro texture analyses.
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