자동차용 microalloying 중탄소 열간단조강의 고온 유동곡선과 동적재결정 조직의 모델링에 관한 연구

Abstract

자동차용 MA강의 기계적 성질을 높이기 위해서 열간 변형 중 발생하는 물리야금학적 현상을 예측 할 수 있어야 한다. 열간 변형 중 발생하는 물리야금학적 현상은 동적재결정, 동적회복 그리고 동적석출이 있다. 그러나 동적재결정은 전위가 결정립계에 쌓임으로 발생되는 것과 달리 동적석출은 결정립내에 발생되는 전위의 이동을 지연시키는 것으로 보고되어 있다. 즉, 열간변형 중 발생하는 물리야금학적 현상들이 상호 작용을 하기 때문에 예측하기가 어렵다. 본 연구에서는 초기 결정립 크기를 고려하여 동적재결정이 발생하는 MA강의 유동곡선을 예측하는 것을 목적으로 하고 있다. 연구에서는 MA강의 동적재결정 예측을 위해 많은 연구자들에 의해 사용되는 Avrami 식이 아직 검증 되지 않음을 확인하여 실험적 검증을 우선 수행하였다. 검증 과정에서 동적재결정 분율을 미세조직 사진으로 분석하기 어려움을 확인하여 아직까지 제안되지 않은 대수정규분포를 계산하여 동적재결정 분율 계산 방법을 제안하였다. 대수정규분포는 실험에서 측정된 결정립 크기의 분포가 대수정규분포의 형태를 나타내는 것에 착안하였다. 또한 유동곡선의 연화현상을 통해 측정된 Avrami 식의 시간지수 n이 현재까지의 상수로 보고된 것과 달리 변형조건에 의해 달라지는 것을 확인하였다. 또한 Avrami 식을 분석하는데 ε1/2 을 이용한 새로운 방법을 제안하였으며 이를 통해 정의되는 Avrami 식의 상수 k가 지금까지 보고된 계산식과 달리 Zener의 함수로 정의되는 것을 밝혔다. 이에 Avrami식의 n과k를 Z의 함수로 계산 할 수 있는 모델을 개발하였다.