KR100660209B1

KR100660209B1 - 열간압연공정 해석을 위한 재결정율 측정방법

Info

Publication number: KR100660209B1
Application number: KR1020050125997A
Authority: KR
Inventors: 조상현; 안성수
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2006-12-21

Abstract

본 발명의 재결정율 측정방법에 관한 것이다.

본 발명은 시편을 1100~1200℃로 가열하여 3분 이상동안 유지하는 단계; 1100~1200℃ 범위내 소정의 온도(T)에서 소정의 변형속도(V)로 상기 시편에 변형을 가하여 동적재결정을 발생시키는 단계; 상기 동적재결정이 발생된 시편을 재결정율 측정을 위한 온도까지 냉각하여 재결정율 측정을 위한 변형속도(V₁)로 변형을 가한 다음 시간에 따른 연화분율을 측정하는 단계; 및 상기 단계들을 반복하며 변형속도별 시간에 따른 연화분율을 측정하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르면 하나의 시편으로 다수의 조건에 해당하는 시험을 할 수 있어 에러요소를 감소시켜 정확한 데이타를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 시험시간을 단축시킬 수 있고 시편 소모량도 감소시킬 수 있는 재결정율 측정방법을 제공할 수 있다.

재결정율, 동적재결정, 열간압연, 측정방법, 결정립도

Description

열간압연공정 해석을 위한 재결정율 측정방법{A measurement method of recrystallizing fraction for analyzing of hot rolling process}

도 1은 본 발명의 재결정율 측정방법의 예시도이다.

도 2는 변형속도별 시간에 따른 연화분율을 측정한 결과이다.

도 3은 850~1050℃에서 재료가 변형됨에 따라 동적재결정이 발생하는 것을 예시하는 그래프이다.

도 4는 본 발명에 따라 재결정율을 측정하기 위한 다중 변형 응력-변형률 곡선을 나타낸다.

도 5는 도 4의 결과를 하나의 그래프로 나타낸 것이다.

도 6은 도 5를 통하여 얻은 변형속도별 시간에 따른 연화분율을 측정한 결과이다.

본 발명의 재결정율 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동적재결정 현상을 이용하여 정확하고 간편하게 재결정율을 측정할 수 있는 방법에 관한 것이다.

기존의 재결정율 측정방법은 매시편마다 시편을 장착하여 가열 및 유지하고, 이어 소정의 변형속도로 변형시킨 다음 냉각하여 시편을 제거하는 공정을 이용하고 있다. 이러한 방법은 시편을 교체/장착하는 과정에서 열전대(thermocouple)를 삽입하는 위치가 불일치하는 등 많은 에러요소가 있을 뿐만 아니라 조건별로 시편을 교체하면서 시험하여야 하므로 시험시간이 길어지고 많은 시편이 소모되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 온도와 변형속도가 같으면 같은 결정립 크기를 갖는 동적재결정 특성을 이용하여 하나의 시편으로 다수의 조건에 해당하는 시험을 할 수 있어 에러요소를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 시험시간을 단축시킬 수 있고 시편 소모량도 감소시킬 수 있는 재결정율 측정방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시편을 1100~1200℃로 가열하여 3분 이상동안 유지하는 단계;

1100~1200℃ 범위내 소정의 온도(T)에서 소정의 변형속도(V)로 상기 시편에 변형을 가하여 동적재결정을 발생시키는 단계;

상기 동적재결정이 발생된 시편을 재결정율 측정을 위한 온도까지 냉각하여 재결정율 측정을 위한 변형속도(V₁)로 변형을 가한 다음 시간에 따른 연화분율을 측정하는 단계; 및

상기 단계들을 반복하며 변형속도별 시간에 따른 연화분율을 측정하는 단계;를 포함하여 이루어지는 열간압연공정 해석을 위한 재결정율 측정방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 단계별로 나누어 상세하게 설명한다.

먼저 시편을 1100~1200℃로 가열하여 3분 이상동안 유지하여 시편이 가지고 있는 잔류응력 등을 제거하게 된다.

상기 가열온도가 1100℃ 미만이면 시편이 가지고 있는 응력을 제거하기 위한 시간이 너무 많이 소요될 수 있고, 1200℃를 초과하면 결정립 성장이 발생할 수 있으므로, 상기 가열온도는 1100~1200℃로 제한하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 가열된 시편은 3분 이상동안 유지하는 것이 바람직한데, 그 이유는 3분 미만의 시간으로는 충분하게 잔류응력 등을 제거할 수 없기 때문이다.

이후 상기 잔류응력 등이 제거된 시편을 1100~1200℃ 범위내 소정의 온도(T)에서 소정의 변형속도(V)로 변형시켜 상기 시편에 동적재결정을 발생시키게 된다.

도 3은 850~1050℃에서 재료가 변형됨에 따라 동적재결정이 발생하는 예를 나타낸 것이다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 변형이 시작됨에 따라 재료에 경 화가 발생하여 응력이 급격하게 증가하다가 동적재결정이 발생하여 응력증가가 완화되고, 다시 최대응력점 이후에는 동적재결정에 의한 연화에 의해서 응력이 감소하게 된다.

이때 상기 1100~1200℃의 온도범위는 동적재결정이 가장 잘 발생할 수 있는 통상적인 온도범위이다. 또한, 상기 동적재결정 발생시 변형속도는 특별하게 제한되는 것은 아니나, 통상적으로 0.5/초 이상의 변형속도를 적용하면 유효한 동적재결정립을 얻을 수 있다. 상기 온도(T)와 변형속도(V)는 이후의 다른 조건의 시험을 위한 동적재결정 발생시에도 똑같은 온도(T)와 변형속도(V)를 이용하여야 하며, 이는 같은 온도 및 변형속도에서 동적재결정을 발생시키면 결정립 크기가 같아지기 때문이다.

본 발명에서는 이와 같이 동적재결정에 의하여 결정립 크기를 같게 만든 다음, 변형속도에 따른 재결정율을 측정함으로써 기존의 방법에 비하여 정확한 측정이 가능하게 된다.

상기 동적재결정이 발생되어 일정한 결정립 크기를 갖는 시편을 재결정율 측정을 위한 온도까지 냉각한 다음, 재결정율 측정을 위한 변형속도(V₁)로 변형을 가하게 된다. 이후 시간에 따른 시편의 연화분율을 측정하여 재결정율을 측정하게 된다. 상기 연화분율의 측정방법은 특별하게 제한되는 것은 아니며, 당업계의 통상적인 지식을 가진 자가 이용할 수 있는 방법을 이용하면 된다. 예를 들어, 본 발명에 따른 연화분율 측정방법을 도 1 및 도 2를 통하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 예시된 바와 같이 고온에서 단속시험을 하면 단속정도에 따라 재결정율을 측정할 수 있다. 즉, 단속시간이 0.5초 정도로 작은 경우에는 두번째 변형곡선의 가공경화 정도가 높고, 단속시간이 100초 정도로 긴 경우에는 두번째 변형곡선의 가공경화 정도가 낮아짐을 알 수 있다. 이렇게 두번째 변형곡선의 경화정도를 계산함으로써 단속중에 발생하는 재결정 정도를 알 수 있다. 도 2는 이렇게 얻어진 재결정율을 변형속도별로 나타낸 것이다.

이후, 상기 설명된 단계들을 반복하면서 변형속도별(V₂, V₃ 등) 시간에 따른 연화분율을 측정하게 된다.

즉 다른 변형속도에서의 시간에 따른 연화분율을 측정하기 위하여, 다시 시편을 1100~1200℃로 가열하여 3분 이상동안 유지하여 시편이 가지고 있는 잔류응력 등을 제거하게 된다.

상기 잔류응력 등이 제거된 시편을 1100~1200℃ 범위내 소정의 온도(T)에서 소정의 변형속도(V)로 변형시켜 상기 시편에 동적재결정을 발생시키게 된다. 상기 온도(T) 및 변형속도(V)는 처음의 동적재결정 발생단계와 같은 값으로 실시하여야 하며, 이는 같은 결정립 크기를 얻기 위한 것이다.

이후, 상기 동적재결정이 발생되어 일정한 결정립 크기를 갖는 시편을 재결정율 측정을 위한 온도까지 냉각한 다음, 재결정율 측정을 위한 변형속도(V₂)로 변 형을 가하게 된다. 이후 시간에 따른 시편의 연화분율을 측정하여 재결정율을 측정하게 된다.

본 발명에서는 상기와 같은 방법을 반복적으로 적용함으로써 원하는 목적온도에서 변형속도별 시간에 따른 연화분율을 측정하는 것이 가능하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

[실시예]

도 4와 같이, 하나의 시편을 이용하여 동적재결정을 일으켜 6번 단속시험하였다. 이때 상기 시편은 중량%로, C: 0.07%, Mn: 1.5%, Si: 0.3%, Nb: 0.06%, P:0.01%, S: 0.01%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강을 이용하였다. 또한, 동적재결정 발생시 온도는 1000℃로 하였으며, 변형속도는 0.5/초로 하였다.

도 5는 도 4의 6번의 단속시험 결과를 연화비율의 비교 및 측정을 위하여 하나의 그래프로 나타낸 것이다. 도 5를 통하여 얻은 연화비율의 결과를 도 6에 나타내었다. 상기 강의 재결정율은 같은 온도에서 변형속도에 의해 영향을 받는 것을 쉽게 알 수 있었다.

도 6의 결과를 완성하기 위해서, 일반적인 시험방법을 이용하면 18개의 시편 으로 18번의 시험을 해야하나, 본 발명의 방법을 이용하면 단 3번의 시험만으로 정확한 결과를 얻을 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 하나의 시편으로 다수의 조건에 해당하는 시험을 할 수 있어 에러요소를 감소시켜 정확한 데이타를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 시험시간을 단축시킬 수 있고 시편 소모량도 감소시킬 수 있는 재결정율 측정방법을 제공할 수 있다.

Claims

시편을 1100~1200℃로 가열하여 3분 이상동안 유지하는 단계;

1100~1200℃ 범위내 소정의 온도(T)에서 소정의 변형속도(V)로 상기 시편에 변형을 가하여 동적재결정을 발생시키는 단계;

상기 동적재결정이 발생된 시편을 재결정율 측정을 위한 온도까지 냉각하여 재결정율 측정을 위한 변형속도(V₁)로 변형을 가한 다음 시간에 따른 연화분율을 측정하는 단계; 및

상기 단계들을 반복하며 변형속도별 시간에 따른 연화분율을 측정하는 단계;를 포함하여 이루어지는 열간압연공정 해석을 위한 재결정율 측정방법.