[논문]고속열간압연가공된 AA1050의 두께방향으로의 변형량 및 미세조직 변화

이성희

doi:10.3740/mrsk.2008.18.9.492

고속열간압연가공된 AA1050의 두께방향으로의 변형량 및 미세조직 변화
Through-Thickness Variation of Strain and Microstructure of AA1050 Processed by High Speed Hot Rolling 원문보기

한국재료학회지 = Korean journal of materials research, v.18 no.9, 2008년, pp.492 - 496

Abstract ▼ AI-Helper

The through-thickness variations of strain and microstructure of high-speed hot rolled 1050 pure aluminum sheet were investigated. The specimens of 1050 aluminum were rolled at temperatures ranging from 410 to $560^{\circ}C$ at a rolling speed of 15 m/s without lubrication and quenched in water at an interval of 30ms after rolling. The redundant shear strain induced by high friction between rolls and the aluminum sheet was increased largely beneath the surface at a rolling reduction above 50%. Recrystallization occurred in the surface regions of the specimen rolled to reduction of 65% at $510^{\circ}C$, while only recovery occurred in the other regions.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

¹¹⁾ 이와 같이 고속열간압연을 행할 경우 일반 열간압연과 다른 미세조직 및 집합조직 특성을 나타낸다. 본 연구에서는 AA1050알루미늄에 고속열간압연을 적용하여 두께방향으로의 변형량 변화 및 미세조직 변화를 조사하였다.

가설 설정

(2) 압하변형량증분은 판재의 두께방향으로 일정하다.

제안 방법

AA1050 순알루미늄을 410℃, 460℃, 510℃의 각 온도에서 20~65% 압하율로 고속열간압연을 실시하여, 두께 방향으로의 변형량 및 미세조직 변화를 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
미세조직은 압연방향과 평행하게 횡단면으로 시편을 잘라 (TD면) 연마작업으로 경면을 만든 후 불화붕소산(HBF₄4% + H₂O96%) 으로 전해부식하여 광학현미경으로 관찰 하였다.
1에 나타내었다. 압연은 시편을 510℃에서 20분간 균일화처리를 실시한 후, 410℃, 460℃, 510℃의 각 온도에서 압 하율 20~65% 범위에서 실시하였으며, 압연속도는 15 m/sec의 고속으로 실시하였다. 본 연구에 사용된 열간압연기의 롤 직경은 530 mm, 롤 폭은 120 mm이었으며, 압연된 시편은 압연기에 부착되어 있는 수냉식 스프레이 쿨러 장치를 이용하여 30 ms의 매우 짧은 시간 내에 냉각되었다.
두께방향으로의 변형량 분포를 측정하기 위하여 압연 전에 판재의 폭 방향의 중심부에 직경 약 2 mm의 구멍을 뚫어 시편과 같은 재질의 핀(환상의 봉)을 심어 넣었다. 열간 압연 후에 이 핀의 완곡형상으로부터 좌표를 읽어 임의의 점에서의 전단변형량을 구하였다. 이 때 전단변형량(γ)은 다음과 같은 세가지 가정 하에 구하였다.

대상 데이터

압연은 시편을 510℃에서 20분간 균일화처리를 실시한 후, 410℃, 460℃, 510℃의 각 온도에서 압 하율 20~65% 범위에서 실시하였으며, 압연속도는 15 m/sec의 고속으로 실시하였다. 본 연구에 사용된 열간압연기의 롤 직경은 530 mm, 롤 폭은 120 mm이었으며, 압연된 시편은 압연기에 부착되어 있는 수냉식 스프레이 쿨러 장치를 이용하여 30 ms의 매우 짧은 시간 내에 냉각되었다.
실험에 사용된 재료는 냉간압연 후 완전 어닐링된 두께3 mm, 폭28 mm, 길이 300 mm의 공업용1050 알루미늄판재(순도99.58%)이다. 열간압연의 열이력곡선을 Fig.

성능/효과

(1) 410℃, 460℃의 경우에는 압하율이 20%에서 50%까지 높아져도 도입된 변형량의 크기가 매우 작았으며 두께방향으로 큰 변화가 없었으나 510℃의 경우에는 압하율이 증가함에 따라 전단변형량 및 상당변형량의 크기가 특히 표면 부위에서 점차적으로 증가하였다.
(1) 압연 중에 압하변형량증분과 전단변형량증분과의 비는 일정하다.
(2) 압하율이 30%이하의 시편의 경우, 모든 온도에서 가공 조직을 나타내었으나, 압하율이 증가함에 따라 회복 및 재결정조직으로 변화하였으며 그 정도는 두께방향의 위치 및 압연온도에 따라 다소 차이가 있었다.
(3) 압연온도 510℃, 압하율 65% 에서 열간압연된 시편의 표면부근에서 동적재결정이 발생하였으며, 이것은 압연시 비정상적으로 과도하게 도입된 부가적 전단변형량에 기인한 것으로 사료된다.
9) 이 전단변형량은 압축변형과 중첩되어 실효적 변형량, 즉 상당변형량을 증가시킬 뿐 아니라 변형양식을 바꿈으로 재료의 미세조직 및 집합조직에도 큰 영향을 준다. 특히, 고속열간압연의 경우 전단변형량이 판재의 두께방향에서 표면부위에 집중되는 경향이 있어 초미세한 결정립이 형성하는 등 매우 다른 조직을 형성하는 경향이 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	차체를 경량화하면 얻을 수 있는 장점은?	최근 지구온난화 문제가 국내외적으로 큰 이슈가 되면서 그 주범인 CO2가스의 배출을 감소시키고자 하는 연구가다방면으로 이루어지고 있다. 특히, 자동차와 같은 수송기기의 경우 차체를 경량화하면 CO2가스 배출량을 줄일 수 있고 연료비도 절감할 수 있으므로 자동차 경량화에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다.1-3) 자동차 경량화의 접근 방법에는 여러 가지가 있을 수 있으나 가장 쉽게 접근할 수 있는 방법 중의 하나가 종래에 많이 사용하던 철강 재료의 대체재료로 비중이 철강재료의 약 1/3에 불과한 알루미늄합금을 사용하는 것이다.
	자동차 경량화의 접근 방법 중 가장 쉽게 접근 할 수 있는 방법 중 하나는?	특히, 자동차와 같은 수송기기의 경우 차체를 경량화하면 CO2가스 배출량을 줄일 수 있고 연료비도 절감할 수 있으므로 자동차 경량화에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다.1-3) 자동차 경량화의 접근 방법에는 여러 가지가 있을 수 있으나 가장 쉽게 접근할 수 있는 방법 중의 하나가 종래에 많이 사용하던 철강 재료의 대체재료로 비중이 철강재료의 약 1/3에 불과한 알루미늄합금을 사용하는 것이다. 그러나 알루미늄합금의 경우 강도와 성형성 면에서 철강재료에 비해 크게 떨어진다.

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