KR101347051B1 - 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 및 상기 판재의 제조방법 - Google Patents

고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 및 상기 판재의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101347051B1
KR101347051B1 KR1020110125281A KR20110125281A KR101347051B1 KR 101347051 B1 KR101347051 B1 KR 101347051B1 KR 1020110125281 A KR1020110125281 A KR 1020110125281A KR 20110125281 A KR20110125281 A KR 20110125281A KR 101347051 B1 KR101347051 B1 KR 101347051B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aluminum alloy
alloy sheet
layered
strength
layered composite
Prior art date
Application number
KR1020110125281A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130059132A (ko
Inventor
이성희
Original Assignee
목포대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 목포대학교산학협력단 filed Critical 목포대학교산학협력단
Priority to KR1020110125281A priority Critical patent/KR101347051B1/ko
Publication of KR20130059132A publication Critical patent/KR20130059132A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101347051B1 publication Critical patent/KR101347051B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/04Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B15/00Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0007Cutting or shearing the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/004Heating the product
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

본 발명은 강소성가공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 동일 크기를 갖는 두개의 서로 다른 알루미늄판재를 표면처리한 후 겹쳐 고정하여 반복겹침접합압연(ARB)공정으로 압연하는 과정을 연속적으로 다수회 반복함으로써 알루미늄의 강도 및 연성을 모두 증가시켜 제조된 고강도, 고연성 이종알루미늄 판재 및 상기 판재의 제조방법에 관한 것이다.

Description

고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 및 상기 판재의 제조방법{Complex aluminum alloy sheet having High strength-high tensile strength and method for fabricating the same}
본 발명은 강소성가공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 동일 크기를 갖는 두개의 서로 다른 알루미늄판재를 표면처리한 후 겹쳐 고정하여 반복겹침접합압연(ARB)공정으로 압연하는 과정을 연속적으로 다수회 반복함으로써 알루미늄의 강도 및 연성을 모두 증가시켜 제조된 고강도, 고연성 이종알루미늄 판재 및 상기 판재의 제조방법에 관한 것이다.
반복겹침접합압연(Accumulative Roll-Bonding; ARB)법은 금속소재의 결정립도(結晶粒度)를 서브마이크론(Submicron)까지 초미세화시킴으로써 기계적 특성을 향상시키는 강소성가공법 중의 하나이다.
일반적으로 압연(壓延)이나 압출(壓出) 등 기존의 소성가공법들은 가공량을 증가시키면 대상재료의 형상(단면적) 변화가 불가피하여 소재 내에 변형에너지를 축적시키는데 한계가 있을 수밖에 없다. 그러므로, 기존의 소성가공법들은 금속재료의 결정립미세화(結晶粒微細化) 및 고강도화(高强度化)에 큰 효과를 발휘하지 못하고 있는 실정이다.
반면에 반복겹침접합압연(ARB)법은 50%의 압하율(壓下率)로 압연을 할 경우 소재에 대해 1/2만큼의 두께 감소가 길이 방향으로 2배의 증가를 초래한다는 압연이론에 착안을 두어 개발된 방법으로, 반복적으로 접합압연(接合壓延)을 함으로써 이론적으로는 무제한으로 소성가공(塑性加工)을 실시할 수 있게 되고 판재의 결정립미세화 및 고강도화에 상당히 유효한 방법이라 할 수 있다.
일반적으로 ARB법은 동일한 재료의 판재를 표면처리 후에 2매 적층하여 압하율 50%의 접합압연을 행하고, 길이를 2등분하여 동일한 공정을 반복하는 방법으로 행해진다. 그러나 ARB법의 원리를 생각하면 목적에 따라서는 겹침수를 반드시 2층으로만 할 필요가 없으며 또한 동일한 재료를 사용하지 않아도 가능하다. 그러므로 최근에 종래의 ARB법을 응용한 다층겹침 ARB법, 이종금속 ARB법 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 여기서 이종금속ARB법은 초미세결정립 조직을 가진 층상복합재료의 제조가 가능하며 그로 인해 다양한 특성을 발현시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 압연시 이종 금속재료간의 변형 특성의 차이로 인하여 건전한 복합재료를 만들기가 어려운 점과 접합성에 있어서도 동종 합금에 비해 불리한 단점이 있다.
따라서, 상술된 문제점이 해결되어 기존의 반복겹침접합압연(ARB)법의 특성을 최대한 발휘함으로써 결정립미세화 및 고강도화를 달성함과 동시에 연성이 향상된 새로운 소재가 개발될 필요성이 있다.
본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 동일 크기를 갖는 이종(異種)의 알루미늄판재를 표면처리한 후 겹쳐 고정하여 반복겹침접합압연(ARB)공정으로 압연함으로써 알루미늄의 강도를 증가시키고 그 후 어닐링 과정을 통하여 연성을 향상시키는 반복겹침접합압연공정에 의한 고강도/고연성 알루미늄판재 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 반복겹침접합압연공정을 적용하여 연속 생산이 가능하도록 하는 반복겹침접합압연공정에 의한 고강도/고연성 알루미늄판재 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이종 알루미늄합금의 ARB에 의해 제조한 복합 알루미늄합금은 이종의 알루미늄합금이 교대로 층상조직을 이루고 있으므로 어닐링 조건에 따라 더욱 다양한 복합조직과 기계적 특성을 발현시킬 수 있는 고강도/고연성 알루미늄판재 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 준비된 동일한 크기의 순알루미늄판재와 알루미늄합금판재에 대해 접합압연공정을 연속적으로 다수 반복하는 ARB가공단계; 및 상기 ARB가공단계를 거쳐 얻어진 층상복합알루미늄합금판재를 어닐링하는 어닐링단계를 포함하는 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 제조방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 접합압연공정은 동일한 크기의 두 개의 판재를 표면처리하는 단계; 상기 두 개의 판재를 겹쳐 고정시키는 단계; 상기 고정된 두 개의 판재를 압연하여 접합하는 단계; 및 상기 접합된 알루미늄합금판재를 1/2로 절단하는 단계로 이루어진다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 어닐링단계는 상기 층상복합알루미늄합금판재를 100∼400℃에서 가열하는 단계; 및 상기 가열된 층상복합알루미늄합금판재를 공냉하는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 어닐링단계의 가열온도를 제어하여 제조되는 층상복합알루미늄합금판재의 강도 및 연신율을 제어한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 가열온도가 100∼250℃인 경우, 상기 가열온도와 상기 층상복합알루미늄합금판재의 인장강도는 반비례관계이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 가열온도가 250∼400℃인 경우, 상기 층상복합알루미늄합금판재의 파단연신율이 증가된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 가열온도가 100~250℃인 경우, 상기 층상복합알루미늄합금판재는 두께방향으로 불균일한 경도분포를 나타내고, 상기 가열온도가 300~400℃인 경우 상기 층상복합알루미늄합금판재는 균일한 경도분포를 나타낸다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 가열온도가 300~400℃인 경우, 상기 층상복합알루미늄합금판재는 전체적으로 재결정이 발생하여 등축정재결정조직을 나타낸다.
또한, 본 발명은 상술된 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재를 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명에 의하면 반복겹침접합압연(ARB)공정을 이용하여 고강도 및 고연성을 동시에 갖춘 알루미늄(Al) 소재를 연속적으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 이종 알루미늄합금의 ARB에 의해 제조한 복합 알루미늄합금은 이종의 알루미늄합금이 교대로 층상조직을 이루고 있으므로 어닐링 조건에 따라 더욱 다양한 복합조직과 기계적 특성을 발현시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의해 제조된 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재는 자동차, 선박, 항공기 등 운송기기 산업과 냉장고를 비롯한 그 외 가전산업용 구조 소재로 실용화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반복겹침접합압연공정의 개략적인 공정개념도,
도 2는 비교예시편의 광학현미경 조직사진(a)과 EBSD Normal Direction(ND) map(b),
도 3은 본 발명의 실시예들에서 제조된 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재의 어닐링 온도 증가에 따른 조직변화를 나타낸 광학현미경 조직사진,
도 4는 본 발명의 실시예들에서 제조된 고강도-고연성 층상복합알루미늄판재의 어닐링 온도 증가에 따른 두께방향으로의 경도분포(3a) 및 평균경도(3b)를 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 실시예들에서 제조된 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금의 공칭응력-공칭변형량(Nominal stress-Nominal strain) 곡선의 변화(4a) 및 기계적 특성 변화(4b)를 나타낸 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
120 ; 이종(異種)의 서로 다른 알루미늄판재
320 : 롤러 420 : 절단기
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명의 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 제조방법은 준비된 동일한 크기의 순알루미늄판재와 알루미늄합금판재에 대해 접합압연공정을 연속적으로 다수 반복하는 ARB가공단계; 및 상기 ARB가공단계를 거쳐 얻어진 층상복합알루미늄합금판재를 어닐링하는 어닐링단계를 포함한다.
여기서, 접합압연공정은 개략적인 공정개념도가 도시된 도 1과 같이 동일한 크기의 두 개의 판재를 표면처리하는 단계(S100); 상기 두 개의 판재를 겹쳐 고정시키는 단계(S200); 상기 고정된 두 개의 판재를 압연하여 접합하는 단계(S300); 및 상기 접합된 알루미늄합금판재를 1/2로 절단하는 단계(S400)로 이루어진다.
S100은 미리 준비된 동일 크기(두께 1㎜, 폭 30㎜, 길이 300㎜)를 갖는 서로 다른 2매(枚)의 알루미늄판재(120)를 표면처리하게 된다. 이러한 표면처리는 서로 다른 알루미늄판재(120)의 양면을 아세톤(Acetone)이나 알코올(Alcohol) 등으로 탈지처리한 후, 2매의 알루미늄판재(120)가 서로 접촉하는 한쪽 면 즉 S300에서의 압연에 의해 결합되는 면을 와이어브러싱(Wire brushung) 처리하는 것이다.
S200은 S100을 거친 두 개의 알루미늄판재(120)를 겹친 후, S300에서의 압연에서 어긋나지 않도록 스폿(Spot)용접 또는 철사 등으로 두 알루미늄판재(120)를 고정시키는 과정이다.
이렇게 고정시킨 두 알루미늄판재(120)는 2단압연기(도시되지 않음)에서 압연하여 접합하게 되는 S300을 거치게 된다. S300은 2단압연기의 롤러(320)에 S200에서 겹쳐 고정된 두 알루미늄판재(120)를 삽입함으로써 냉간압연(冷間壓延)하여 접합(Roll-Bonding)시키게 된다. 이 때 냉간압연은 50%의 압하율(壓下率)로 압연하게 된다. 이는 50%의 압하율(壓下率)로 압연할 경우, 소재에 대해 1/2만큼의 두께 감소가 길이 방향으로 2배의 증가를 초래한다는 이론에 착안을 둔 것이다.
S300에서 접합되어 하나가 된 알루미늄판재(120)는 S400을 거치게 되는데, S400은 하나가 된 알루미늄판재(120)를 절단기(420)를 사용하여 길이방향으로 2등분되게 절단하는 과정이다.
이와 같이 S100에서 S400까지 거치는 과정을 1싸이클(Cycle)이라 하며, S400에서 이등분으로 절단된 알루미늄판재(120)는 다시 S100에서 표면처리하는 과정부시작하여 S200의 겹침 및 고정하는 과정과 S300의 냉간접합압연과정 및 S400의 절단하는 과정을 연속적으로 반복 실시하게 된다.
그리고 마지막 과정으로 적정 온도에서 어닐링 과정을 거친다.
실시예 1
두께 1mm, 폭 30mm, 길이 300mm의 순알루미늄판재(AA1050)와 Al-Mg합금판재(AA5052)를 준비하였다.
ARB는 실온, 무윤활 조건에서 롤의 직경 210mm의 압연기에 의해 롤의 주속 15.9m/s로 6c(c: cycle)까지 행하였으며, 절단, 표면처리, 겹침, 접합압연 등의 일련의 공정은 종래의 방법들과 동일하게 진행하였다. 6c 압연된 AA1050/AA5052 층상복합 알루미늄 합금(6c-ARB 가공한 시편)을 각각 100℃, 150℃, 200℃의 소정의 온도에서 30분간 가열한 후 공냉하여 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재1-1 내지 1-3을 제조하였다.
실시예 2
250℃에서 30분간 가열한 후 공냉한 것을 제외하면 실시예1과 동일한 방법을 수행하여 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재2를 제조하였다.
실시예 3
350℃에서 30분간 가열한 후 공냉한 것을 제외하면 실시예1과 동일한 방법을 수행하여 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재3을 제조하였다.
비교예
실시예1에서 얻어진 6c-ARB 가공한 시편을 어닐링 하지 않은 상태로 준비하여 비교예시편(6c-ARB 가공한 시편)을 얻었다.
실험예 1
비교예에서 얻어진 6c-ARB 가공한 시편에 대하여 광학현미경(Optical Microscopy)에 의한 조직관찰을 실시하였고 그 결과를 도2(a)에 나타내었으며, EBSD(Electron Back Scattering Diffraction)측정을 통한 미세조직 관찰도 실시하였고 그 결과를 도2(b)에 나타내었다. EBSD 측정의 경우, 판재의 폭 중앙부에서 Transverse Direction(TD)면에 평행하게 압연방향으로 시편을 얇게 잘라서, 30vol%HNO3+70vol%CH3OH 용액속에서 액체온도 -15℃, 전압 20V의 조건에서, twin jet 전해연마에 의해 경면으로 한 다음 EBSD 측정을 실시하였다.
6c-ARB 가공재료는 도2(a)에서와 같이 물결모양의 얇은 선형의 AA1050과 길이방향으로 두께의 편차가 크고 소시지 형상을 한 AA5052 합금이 층상을 이루고 있는 구조를 하고 있다. AA1050의 경우 화살표로 표시한 바와 같이 서로 거리가 가까워져 합체하는 경우도 발생한다. 도2(b)는 도2(a)의 직사각형으로 표시된 부분에 대하여 EBSD측정에 의해 얻은 Color Map인데, 그림에서와 같이 두 합금 모두 약 1μm이하의 초미세 결정립들로 구성되어 있음을 알 수 있다. 또한 동일재료의 ARB에 의해 얻은 결정립들에 비해 Aspect ratio가 작고 결정립크기 및 형상 차이가 부위에 따라 뚜렷이 나타나는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2
실시예1내지 3에서 얻어진 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재1(1-1 내지 1-3) 내지 3에 대하여 광학현미경(Optical Microscopy)에 의한 조직관찰을 실시하였으며, 그 결과를 도3에 나타내었다.
실시예1에서 얻어진 100∼200℃의 어닐링재료(1-1 내지 1-3)는 그 조직사진이 각각 도시된 (a) 내지 (c)와 같이 AA1050 및 AA5052합금 모두 여전히 가공조직(deformation structure)을 나타내고 있음을 알 수 있다. 그러나 실시예2에서 얻어진 250℃어닐링재료의 경우, AA5052영역에서는 여전히 가공조직을 나타내지만, AA1050에서는 재결정이 발생하여 등축정의 재결정조직(recrystallization structure)을 나타내었다(d). 또한, 실시예3에서 얻어진 300℃ 어닐링재료에서는 AA1050 영역 뿐 아니라 AA5052에서도 재결정이 발생하여 거의 전 영역이 등축정의 재결정조직을 나타내었다(e).
상기 실험 결과는 어닐링 온도에 따라 층상복합알루미늄합금의 결정조직이 달라짐을 보여준다. 즉 어닐링 온도가 200℃ 까지 AA1050 과 AA5052 모두 여전히 가공조직을 나타내었지만, 250℃에서는 AA1050에서만 재결정이 발생하였고, 300℃ 이상에서는 AA1050 과 AA5052 모두에서 재결정이 발생하여 시편 전체가 등축정의 재결정조직을 나타내었기 때문이다.
실험예 3
비교예시편 및 실시예에서 얻어진 어닐링한 재료에 대하여 실온에서 인장시험을 실시하였다. 시험편은 KS 5호 시험편의 1/5 크기(평행부 폭 5mm, 표점간 거리 10mm)로, 인장축이 압연방향과 일치하도록 방전가공기로 잘라 준비하였다. 인장시험은 Instron형 재료시험기를 사용하여 실온에서 초기변형속도 8.3× 10-4s-1의 조건에서 행하였다. 또한, 전(全)연신율(파단연신율)은 인장시험 전과 후의 표점간 거리의 차이로부터 산출하였으며, 그 결과는 도 4에 나타내었다.
먼저, 어닐링 온도 증가에 따른 복합알루미늄판재의 두께방향으로의 경도분포가 도시된 도4(a)와 같이 비교예시편(어닐링전 재료)의 경우, AA6061에 해당하는 표면부위는 120Hv의 비교적 큰 경도값을 나타내지만 다른 부위는 약 80Hv의 비교적 균일한 경도값를 나타내었다. 100℃ 어닐링재료(1-1)의 경우도 표면부위에서 100Hv이상의 비교적 높은 경도값을 나타내고 그 이외의 부위는 어닐링전 재료와 거의 같은 경도값를 나타내었다. 또한 150℃어닐링재료(1-2), 200℃ 어닐링 재료(1-3)의 경우도 100℃의 경우와 유사한 경도분포를 나타내었다. 그러나 250℃ 어닐링재료(실시예2)의 경우는 부분재결정의 발생으로 인하여 전체적으로 경도가 크게 감소하였으며, 재결정이 발생하지 않은 부위에서는 여전히 큰 경도값을 나타내었다. 그러나 300℃ 어닐링재료의 경우(실시예3)는 완전재결정이 발생하여 전반적으로 낮고 두께방향으로 비교적 균일한 경도분포를 나타내었다.
평균경도값은 도 4(b)에 나타낸바와 같이 어닐링온도가 증가함에 따라 점진적으로 감소하다가 250℃에서 크게 감소한다. 이것은 앞에서 언급한 바와 같이 AA1050에서 재결정이 발생했기 때문이다.
이러한 실험결과는 250℃ 이하의 어닐링 재료는 두께방향으로 불균일한 경도분포를 나타내지만 300℃이상의 고온에서의 어닐링 재료는 비교적 균일한 경도 분포를 나타내었음을 보여준다.
실험예 4
비교예시편 및 실시예에서 얻어진 어닐링한 재료에 대하여 경도시험을 실시하였다. 경도시험은 마이크로 비커스 경도계를 사용하여 300g의 하중에서 10초간의 압입시간으로 행하였고 그 결과를 도 5에 도시하였다.
비교예시편(As ARBed)은 도 5(a)에서와 같이 높은 강도와 낮은 연신율의 ARB가공재의 전형적인 공칭응력-공칭변형량 곡선을 나타낸다. 이와 같은 s-s 곡선 형태는 100℃ 어닐링 후에도 거의 동일하게 나타난다. 또한 150℃, 200℃ 어닐링재의 경우도 강도만 감소하였을 뿐 여전히 낮은 파단 연신율(total elongation)을 나타낸다. 그러나 250℃이상의 어닐링재의 경우는 강도가 크게 감소하고 연신율, 특히 균일연신율(uniform elongation)이 크게 증가함을 알 수 있다.
어닐링에 따른 인장강도와 연신율의 변화를 나타낸 도 5(b)에서와 같이 인장강도는 150℃ 까지 온도가 증가함에 따라 점진적으로 감소하지만 여전히 200MPa이상의 높은 강도 값을 유지한다. 그러나 150∼250℃ 영역에서 큰 강도 감소를 나타내고 250℃이상에서는 다시 점진적으로 감소하는 전형적인 연화 곡선을 나타낸다. 연신율은 200℃까지는 온도가 증가함에도 불구하고 오히려 다소 감소하다가 200℃이상에서 크게 증가하는 경향을 나타냄을 알 수 있는데, 이와 같은 연화곡선은 동일한 재료의 ARB재의 연화곡선과 매우 유사하였다.
상기 실험결과는 복합알루미늄합금의 인장강도가 어닐링온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 특히 150∼250℃ 온도영역에서 크게 감소하였고, 파단연신율은 250℃ 어닐링 후에 크게 증가하였음을 보여준다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (9)

  1. 준비된 동일한 크기의 순알루미늄판재와 알루미늄합금판재에 대해 접합압연공정을 연속적으로 다수 반복하는 ARB가공단계; 및
    상기 ARB가공단계를 거쳐 얻어진 층상복합알루미늄합금판재를 어닐링하는 어닐링단계를 포함하는데,
    상기 접합압연공정은 동일한 크기의 두 개의 판재를 표면처리하는 단계; 상기 두 개의 판재를 겹쳐 고정시키는 단계; 상기 고정된 두 개의 판재를 압연하여 접합하는 단계; 및 상기 접합된 알루미늄합금판재를 1/2로 절단하는 단계로 이루어고,
    상기 ARB가공단계를 거쳐 얻어진 상기 층상복합알루미늄합금판재는 순알루미늄과 알루미늄합금이 교대로 층상조직을 이루고 있으므로, 상기 어닐링단계에서 가열온도를 제어하여 제조되는 층상복합알루미늄합금판재의 강도 및 연신율을 제어하는 것을 특징으로 하는 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 어닐링단계는 상기 층상복합알루미늄합금판재를 100∼400℃에서 가열하는 단계; 및 상기 가열된 층상복합알루미늄합금판재를 공냉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열온도가 100∼250℃인 경우, 상기 가열온도와 상기 층상복합알루미늄합금판재의 인장강도는 반비례관계인 것을 특징으로 하는 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열온도가 250∼400℃인 경우, 상기 층상복합알루미늄합금판재의 파단연신율이 증가되는 것을 특징으로 하는 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열온도가 100~250℃인 경우, 상기 층상복합알루미늄합금판재는 두께방향으로 불균일한 경도분포를 나타내고, 상기 가열온도가 300~400℃인 경우 상기 층상복합알루미늄합금판재는 균일한 경도분포를 나타내는 것을 특징으로 하는 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열온도가 300~400℃인 경우, 상기 층상복합알루미늄합금판재는 전체적으로 재결정이 발생하여 등축정재결정조직을 나타내는 것을 특징으로 하는 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 제조방법.
  9. 제 1 항, 제 3 항, 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되어, 순알루미늄과 알루미늄합금이 교대로 층상조직을 이루는 복합조직을 갖는 것을 특징으로 하는 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재.
KR1020110125281A 2011-11-28 2011-11-28 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 및 상기 판재의 제조방법 KR101347051B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110125281A KR101347051B1 (ko) 2011-11-28 2011-11-28 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 및 상기 판재의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110125281A KR101347051B1 (ko) 2011-11-28 2011-11-28 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 및 상기 판재의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130059132A KR20130059132A (ko) 2013-06-05
KR101347051B1 true KR101347051B1 (ko) 2014-01-06

Family

ID=48858149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110125281A KR101347051B1 (ko) 2011-11-28 2011-11-28 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 및 상기 판재의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101347051B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106493170A (zh) * 2016-09-19 2017-03-15 哈尔滨工程大学 通过累积叠轧制造的Mg‑Li/Al材料的方法
CN106583456A (zh) * 2016-11-28 2017-04-26 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于Mn‑Cu合金的增强型轻质金属基复合材料及其制备方法
KR20190063774A (ko) 2017-11-30 2019-06-10 현대자동차주식회사 자동차용 합금 판재 및 그것의 제조방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103243283B (zh) * 2013-05-27 2015-10-07 中国科学院长春应用化学研究所 超细晶稀土镁合金的制备方法
CN110387513B (zh) * 2019-07-08 2021-04-23 哈尔滨工程大学 一种高强高韧二元铝锂合金形变热处理方法
CN112391563B (zh) * 2019-08-19 2021-11-09 南京理工大学 一种层状纳米异构铝镁合金块体材料制备方法
CN112517637B (zh) * 2020-12-18 2023-03-24 西安建筑科技大学 一种增强增韧金属基层状复合材料及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000073152A (ja) * 1998-08-28 2000-03-07 Univ Osaka 繰り返し重ね接合圧延による超微細組織高強度金属板の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000073152A (ja) * 1998-08-28 2000-03-07 Univ Osaka 繰り返し重ね接合圧延による超微細組織高強度金属板の製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문(2001.05) *
논문(2001.05)*

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106493170A (zh) * 2016-09-19 2017-03-15 哈尔滨工程大学 通过累积叠轧制造的Mg‑Li/Al材料的方法
CN106583456A (zh) * 2016-11-28 2017-04-26 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于Mn‑Cu合金的增强型轻质金属基复合材料及其制备方法
CN106583456B (zh) * 2016-11-28 2019-11-22 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于Mn-Cu合金的增强型轻质金属基复合材料及其制备方法
KR20190063774A (ko) 2017-11-30 2019-06-10 현대자동차주식회사 자동차용 합금 판재 및 그것의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130059132A (ko) 2013-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101347051B1 (ko) 고강도-고연성 층상복합알루미늄합금판재 및 상기 판재의 제조방법
Toroghinejad et al. On the use of accumulative roll bonding process to develop nanostructured aluminum alloy 5083
Shabani et al. Fabrication of Al/Ni/Cu composite by accumulative roll bonding and electroplating processes and investigation of its microstructure and mechanical properties
Naseri et al. A new strategy to simultaneous increase in the strength and ductility of AA2024 alloy via accumulative roll bonding (ARB)
Dehsorkhi et al. Investigation on microstructure and mechanical properties of Al–Zn composite during accumulative roll bonding (ARB) process
Rahmatabadi et al. Microstructure and mechanical properties of Al/Cu/Mg laminated composite sheets produced by the ARB proces
Su et al. Ultrafine grained AA1050/AA6061 composite produced by accumulative roll bonding
El Mahallawy et al. Microstructure evolution and mechanical properties of Al/Al–12% Si multilayer processed by accumulative roll bonding (ARB)
Talebian et al. Manufacturing Al/steel multilayered composite by accumulative roll bonding and the effects of subsequent annealing on the microstructural and mechanical characteristics
Yang et al. Ultrafine equiaxed-grain Ti/Al composite produced by accumulative roll bonding
Rahmatabadi et al. An experimental study of fracture toughness for nano/ultrafine grained Al5052/Cu multilayered composite processed by accumulative roll bonding
JP5576656B2 (ja) 差別的な歪み硬化を含む航空機製造向け構造要素の製造方法
Mehr et al. Application of accumulative roll bonding and anodizing process to produce Al–Cu–Al2O3 composite
JP6713932B2 (ja) アルミニウム箔、電子デバイス、ロールツーロール用アルミニウム箔、およびアルミニウム箔の製造方法
Roy et al. Microstructure and texture evolution during accumulative roll bonding of aluminium alloys AA2219/AA5086 composite laminates
Bonnot et al. Microstructure and texture evolution during the ultra grain refinement of the Armco iron deformed by accumulative roll bonding (ARB)
RU2555267C2 (ru) Способ изготовления тонких листов из двухфазного титанового сплава и изделие из этих листов
US20190084076A1 (en) Method for producing a hot-rolled plated composite material, flat product stack, hot-rolled plated composite material and use thereof
Khatami et al. Microstructural evolution and mechanical properties of ultrafine grained AA2024 processed by accumulative roll bonding
CN102639260A (zh) 镁合金卷材
JP6006412B2 (ja) 電池ケース用アルミニウム合金板及びその製造方法
Su et al. Microstructure and mechanical properties of AA5005/AA6061 laminated composite processed by accumulative roll bonding
JPWO2015141193A1 (ja) アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器及びその製造方法
CN111360095B (zh) 一种提高超细晶铝板拉伸塑性的方法
Xiang et al. Grain refinement and mechanical properties of pure aluminum processed by accumulative extrusion bonding

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161220

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee