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제안 방법
- 본 논문은 기초실험으로부터 동적 재결정 입자크기, 재결정 분율, 고온 유동응력식을 유도하고, 정적 및 준동 적재결정 완료 후 입자성장을 수학적 모델식을 유도하며, 공정 변수에 따른 연화 현상을 연화 비율로써 비교 하였다.
- Fig. 1과 같은 방법으로 5℃/sec의 속도로 목표온도까지 상승시키고 3분간 유지시킨 후 0.01/s, 0.1/s, 1.0/s의 변형률 속도와 950℃, 1050℃, 1150℃의 목표온도와 35%, 50%의 압축에 의한 실험 조건에 따라 등온 압축을 실행하고 압축 완료 후 동적 재결정 상태를 유지하기 위해서 질소 가스로 급냉을 하였다.
- 0.01/s, 1.0/s의 변형률 속도와 950℃, 1150℃의 목표온 도와 10%, 20%, 30%의 압축에 의한 실험 조건에 따라 등온압축을 실행하고 압축 완료 후 하중을 제거하고, 입자 성장에 따른 입자 크기의 변화를 관찰하기 위해 변형률 속도 0.01/s에서는 5sec, 10sec, 100sec, 600sec와 변형률 속도 1.0/s에서는 5sec, 20sec, 100sec, 600sec동안 목표온도로 등온유지 한 후 질소 가스로 급냉을 하였다.
- 기초 실험에서 구한 수학적 모델식을 이용하여 시뮬레이션한 결과와 등속 압축 실험결과를 비교하기 위해서 등속 압축 실험을 수행하였다.
- 실험 방법은 Fig. 2와 같이 기초 실험과 동일하며 실험 조건은 950℃, 1150℃의 목표온도와 1mm/s의 등속으로 16.7% 등온압축을 실행하고, 하중을 제거한 다음 각각 lOOsec, 600sec의 유지시간동안 유지한 후 다시 20% 등온 압축을 실행한 후 급냉하였다.
- 2단 압축실험에서 얻은 유동곡선으로 공정 변수인 온도, 변형률 속도, 변형률, 유지시간에 따른 응력 감소 현상을 연화 비율로 고찰하였다.
- 금형강의 열간 압축실험을 통해서 동적, 정적 재결정과 입자 성장을 관찰하여 수학적 모델링을 하였다. 2단 변형에 의한 연화 곡선으로부터 연화 정도를 변형률, 온도와 변형률 속도에 따른 연화비율로써 비교하였다.
- 금형강의 열간 압축실험을 통해서 동적, 정적 재결정과 입자 성장을 관찰하여 수학적 모델링을 하였다. 2단 변형에 의한 연화 곡선으로부터 연화 정도를 변형률, 온도와 변형률 속도에 따른 연화비율로써 비교하였다. 수학적 모델링을 이용하여 고온 변형시 미세조직 변화를 시뮬레이션하고 결과를 실험에서 얻은 값과 비교하였으며 아래와 같은 결론을 얻었다.
- 2단 변형에 의한 연화 곡선으로부터 연화 정도를 변형률, 온도와 변형률 속도에 따른 연화비율로써 비교하였다. 수학적 모델링을 이용하여 고온 변형시 미세조직 변화를 시뮬레이션하고 결과를 실험에서 얻은 값과 비교하였으며 아래와 같은 결론을 얻었다.
- Fig. 2와 같은 방법으로 0.01/s, 0.1/s의 변형률 속도와 950℃, 1150℃의 목표온도와 10%, 20%의 압축조건에 의해 등온 압축을 실행하고 압축 완료 후 하중을 제거하고, 정적, 준동적 연화를 발생시키기 위해 변형률 속도 0.01/s에서는 5sec, Msec, lOOsec, 600sec와 변형률 속도 0.1/s에서는 5sec, 20sec, lOOsec, 600sec동안 각각의 온도로 등온 유지시킨 후 다시 50%까지 압축한 후 질소 가스로 급냉을 하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 금형강의 성분은 Table 1에 나타내었고 시편은 직경 8mm, 높이 12mm인 원통형이다.
이론/모형
- 수치 해석적인 방법으로 미세조직 예측을 위해 식 (12) 를 적용한 강소성 유한요소법을 이용하였고, Fig. 13은 축대칭 해석을 위한 초기 유한요소 형상이며 마찰 계수는 0.6을 사용하였다.
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