1) 강소성가공법을 이용한 알루미늄 합금의 결정립 초미세화 기술확보 (결정립경 1이하, 강도50폰 이상 향상) - 비열처리형 상용알룬미늄 합금의 결정립을 1tex>$\mu$m이하로 미세화 시켜 강도가 50$\%$이상 향상된 알루미늄 합금 판재 및 형재 제조기술 개발 - 비열처리형 상용 알루미늄 합금을 강소성가공하여 결정립을 미세립화하고 시효석출상을 고루 분산시켜 강도가 향상된 초미세립 재료 제조기술 개발 - 강소성가공시 초미세립의 생성거동을 규명하고 균일한 초미세립 조직을 위한 공정개선방법
1) 강소성가공법을 이용한 알루미늄 합금의 결정립 초미세화 기술확보 (결정립경 1이하, 강도50폰 이상 향상) - 비열처리형 상용알룬미늄 합금의 결정립을 1tex>$\mu$m이하로 미세화 시켜 강도가 50$\%$이상 향상된 알루미늄 합금 판재 및 형재 제조기술 개발 - 비열처리형 상용 알루미늄 합금을 강소성가공하여 결정립을 미세립화하고 시효석출상을 고루 분산시켜 강도가 향상된 초미세립 재료 제조기술 개발 - 강소성가공시 초미세립의 생성거동을 규명하고 균일한 초미세립 조직을 위한 공정개선방법 개발 2) 나노입자 석출을 퉁하여 초미세립의 열적안정성을 향상시켜 고속 초소성 특성을 갖는 알루미늄 합금 개발(초소성 연신율 500$\%$이상) - Sc 및 Zr과 같은 합금을 첨가하여 $Al_3Sc$, $Al_3Zr$, $Al_3(Sc,Zr)$등의 나노입자 고온안정상을 고루 분산시킨 열적안정성이 우수한 초미세립 알루미늄 합금 제조기술개발 - 고속 초소성 성형특성을 지니는 Al-Mg계 고강도 초미세립 알루미늄 합금 판재제조기술 개발(고온연신율 500$\%$이상 달성) - 개발된 강소성가공법에 의한 초미세립 제조기술을 기초로 하여 양산제조를 위한 온간제어압연법, 온간반복변형법, 비대칭압연법등을 도입하고, 판재 및 형재를 대형화 하기위한 초미세립 알루미늄 합금 제조기술 개발 3) 플라즈마 합성법을 이용한 주조조직 미세화 및 입자 분포 균일화 기술 개발 - 플라즈마 합성법 및 전자기 교반법을 이용하여 고효율 알루미늄 입자 미세화 선재를 제조하기 위한 신기술 개발 - 플라즈마 용사법을 이용하여 이층강화 알루미늄기지 복합재료 제조기술개발 및 고부피분율의 금속 입자강화상을 포함한 내열 고강도 알루미늄 기지 복합재료 제조기술 개발
Abstract▼
A technology to control grain structure of aluminum alloys can be divided by four main topics; refinement of casting structure, accumulation of high deformation energy, recovery and recrystallization and mechanical properties analysis of mesoscopic- structured materials. ln this study, on the basis
A technology to control grain structure of aluminum alloys can be divided by four main topics; refinement of casting structure, accumulation of high deformation energy, recovery and recrystallization and mechanical properties analysis of mesoscopic- structured materials. ln this study, on the basis of those technologies, we intend to develope new technology to improve materials properties remarkably by the investigation of whole manufacturing process of aluminum alloys. It is necessary to control the casting structure to improve the workability and strength of final aluminum product. In order to get desirable casting structure, refining casting structure, effective alloy element addition, inhibiting of grain boundary precipitation and optimum homogenization treatment should be considered. On these purpose, we will study on following sub topics ; 1) Crain refinement technology by addition of grain refiners such as AlTiB and AlTiC 2) Casting technology to introduce second strengthening particles into aluminum moltens by plasma synthesis method 3) Desirable casting structure by MHD process 4) Improvement of casting structure by proper homogenization treatment Generally, strength of metal can be increased by the grain size refinement. In case of 7000 series high strength aluminum alloy used for airplane structural materials, many thermo-mechanical treatment has been developed such as ITMT, FTMT, ISML-lTMT, FA-ITMT etc. The core of TMT process is to increase strength of aluminum alloys by the accumulation of large deformation energy, introduction of many small dispersoid as nucleation site for recrystallization and optimum heat treatment to form fine recrystallized grain. Recently, in order to accumulate high deformation energy, unique deformation processes have been developed such as Equal Channel Angular Pressing(ECAP), Cryogenic Rolling and/or Forging, Accumulative Roll Bonding(ARB) etc., which enable to get ultra-fine grained materials by in situ recrystallization. We adopted these processes to maximize deformation stored energy. Ultra fine recrystalline grain can be acquired by proper hot working and heat treatment for high deformed material. Because aluminum alloys have high stacking fault energy and rapid recovering rate at room temperature, it is difficult to accumulate deformation energy. Therefore it is hard to form ultra fine recrystalline grain due to low driving force for nucleation of recrystal. Also it is necessary to inhibit growing of sub cell by homogeneous formation of fine particles. We developed grain refining technology for high deformed materials by not only controling of recovery and recrystallization in heating process and hot deformation process but also introduction of fine second strengthening particles toprepare precipitation site of recrystallined grain and investgation of their recrystallization mechanism. Current researches on microstructure analysis of aluminum alloys have focused on investigation of grain morphology, precipitation, dispersoid etc. While, grains of deformed materials have characteristic orientation and this orientation is changed by deformation or recrystallization, that is, they have texture. The texture greatly affects on material properties. So it is very important to control texture properties to increase formability and other mechanical properties. Also, ultra fine grain materials show different mechanical and texture properties compared with conventional materials. In this study. we developed the technology for mechanical properties analysis of mesoscopic-structured materials such as 1) macro- and micro-texture evaluation by EBSP, XRD and TEM, 2) fatigue property evaluation of ultra fine grain materials, 3) formability evaluation of ultra fine grain materials and 4) investigation of superplasticity of ultra fine grain materials.
목차 Contents
제1장 서론...19
제2장 국내외 기술개발 현황...24
제3장 연구개발수행 내용 및 결과...29
제1절 비열처리형 알루미늄 합금의 결정립 미세화 기술 개발...29
1. 반복겹침접합압연법에 의한 결정립 미세화 기술 개발...29
2. 구속전단가공에 의한 초미세립 알루미늄 합금 제조 및 특성 평가...72
3. 극저온가공법에 의한 초미세립 알루미늄 합금 제조...97
제2절 열처리형 알루미늄합금의 결정립 미세화 기술...110
1. 초미세립 2024 알루미늄 합금의 제조 및 특성평가...110
2. 초미세립 6061 알루미늄 합금 재조 및 특성 평가...120
3. 초미세립 7xxx 계 알루미늄 합금 제조 및 특성평가...148
제3절 제 이상이 첨가된 초미세립 알루미늄 합금 제조...165
1. 반복겹침접합압연에 의한 초미세립 Al-(Sc, Zr) 합금판재 제조...165
2. 반복겹침접합압연에 의한 초미세립 Al-Mn-(Sc, Zr) 합금판재 제조...199
3. 구속전단가공법에 의한 5083-(Sc, Zr) 합금 제조...220
4. Al-33wt$\%$Cu 공정 합금의 조직 미세화 기술...229
제4절 초소성가공용 초미세립 알루미늄합금 제조기술...238
1. 초미세립 Al-3.5Mg-Mn-(Sc, Zr) 합금 제조 기술 및 고온인장특성 평가...238
2. 초미세립 Al-Mg-(Sc, Zr) 알루미늄 합금 제조 및 초소성 특성 평가...262
3. 구속전단가공법에 의한 Al-Mg-(Sc, Zr) 합금의 초소형 특성 개선...271
제5절 강소성가공시 결정립 미세화 기구 및 공정 개선 ...276
1. 반복겹침접합압연시 초미세립의 생성기구...276
2. 반복겹침접합압연시 집합조직의 변화 및 초미세립의 생성거동...287
3. 구속전단가공시 초미세립 생성거동 및 공정개선...299
제6절 초미세립재료의 양산화 기술 연구...330
1. 온간압연법에 의한 초미세립 알루미늄 합금 판재 제조기술...330
2. 온간반복변형에 의한 초미세립 인고트 제조기술...340
3. 비대칭 압연법에 의한 알루미늄 합금 판재의 특성 개선...360
제7절 신개념 주조법 도입을 통한 주조조직 미세화 기술...379
1. 알루미늄 입자 미세화제의 평가 및 제조...379
2. 플라즈마 용사법을 이용한 제 이상 강화 합금의 제조...388
3. 플라즈마 합성법으로 제조한 알루미늄 기지 복합 재료의 미세조직에 미치는 입자 성질의 영향...400
4. 플라즈마 합성법에 의한 알루미늄 기지 복합재료제조를 위한 기지합금과 강화상의 조합...406
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