KR101495500B1 - 냉간 압연시 향상된 연성을 가지는 복합판재, 이를 이용한 냉간압연방법, 이를 이용한 압연판재 제조방법, 및 이에 의해 제조된 압연판재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉간 압연시 향상된 연성을 가지는 복합판재, 이를 이용한 냉간압연방법과 압연판재 제조방법, 및 이에 의해 제조된 압연판재에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 제1 소재로 이루어진 판재 및 제2 소재로 이루어지며 압연시 상기 판재의 횡방향(TD: transverse direction)으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재를 포함하는 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재, 이를 이용한 냉간압연방법과 압연판재 제조방법, 및 이에 의해 제조된 압연판재에 대한 것이다. 본 발명에 따른 판재 및 구속 부재를 포함하는 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용해 냉간압연을 수행하게 되면, 압연 공정이 수행되는 동안 구속 부재가 판재의 TD 방향으로 압축 응력을 가하게 되어 에지 크랙(edge crack)의 발생을 저지하고, 인장 쌍정(tensile twinning)을 형성함으로써 판재의 연성을 현저히 향상시킬 수 있다. 따라서, 종래 마그네슘이나 마그네슘 합금과 같이 저온에서 낮은 성형성을 가져 열간 가공에 따른 비용 증가나 공정 복잡화 등이 문제되었던 소재도 본 발명에 의해 냉간압연을 통해 자동차, 항공기 등 다양한 기술 분야에서 유용하게 사용될 수 있는 고품질의 판재 제조가 가능하다.
Description
본 발명은 냉간 압연시 향상된 연성을 가지는 복합판재, 이를 이용한 냉간압연방법과 압연판재 제조방법, 및 이에 의해 제조된 압연판재에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 판재와 상기 판재의 횡방향(TD; transverse direction)으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재를 포함하는 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재, 이를 이용한 냉간압연방법과 압연판재 제조방법, 및 이에 의해 제조된 압연판재에 관한 것이다.
마그네슘은 조밀육방격자(HCP: hexagonal close packed) 구조를 가져 상온에서 충분한 슬립계(slip system)를 갖지 못하고 제한된 개수의 활성 슬립계를 가진다. 열간 압연이나 압출 등에 의해 마그네슘 합금에 형성되는 저면 집합조직(basal texture)에서 이러한 슬립계는 c축을 따른 변형에 대해 0에 가까운 슈미드 지수(Schmid factor)를 가지기 때문에, 마그네슘과 마그네슘 합금은 자동차와 항공기 등의 분야에서 경량 구조 재료로 많은 잠재력을 가지고 있음에도 불구하고 상온에서 성형성이 떨어져 그 광범위한 사용이 이루어지지 않고 있는 실정이다.
한편, 저면 집합조직을 약화시키는 것이 마그네슘 및 마그네슘 합금의 성형성을 향상시키는데 효과적이라는 것이 현재 보고되어 있는데, 이와 관련하여 희토류(rare earth) 원소의 첨가 및 극심한 전단 응력(shear stress) 인가 등의 많은 연구가 수행되었다.
네오디뮴(Nd), 세륨(Ce), 이트륨(Y) 등의 희토류 원소의 첨가는 주변의 재결정화되지 않은 영역에 비해 무질서한 집합조직(random texture)을 가지는 재결정 핵의 성장에 기여하여 열간 압출 또는 열간 압연된 마그네슘 합금에서 저면 집합조직을 약화시키는데 효과적이지만, 비용 상승 및 환경 오염 문제를 필히 수반하게 된다.
극심한 전단 응력을 가하기 위한 방편으로서, 이속 압연(DSR: differential speed rolling) 및 등통로 각압출(ECAE: Equal Channel Angular Extrusion)이 알려져 있다. ECAE는 마그네슘 시편에 극심한 전단 응력을 가하여 결정립 미세화 및 압연방향(RD: rolling direction)으로의 기저면(basal plane) 회전을 이끌어낸다. 이와 같은 장점에도 불구하고, 상기 방법은 낮은 생산성 때문에 대량 생산에는 적합하지 않다.
최근에는, 쌍정(twinning)에 의한 집합조직 제어 방법이 제안되었다. 이 방법은 TD 방향에 수직하는 면에 사전 압연(pre-rolling)을 통해 인장변형에 의해 형성되는 쌍정을 발달시킴으로써 저면 집합조직을 약화시키는 것이다. 이 방법에 의하면, 후속 압연 후에 압연성이 현저히 향상된 것으로 드러났다. 그러나, 이 방법은 충분한 두께를 가지는 마그네슘 판재에 한해 적용 가능하다는 한계를 가진다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 마그네슘 또는 마그네슘 합금과 같이 저온에서 연성이 낮아 성형성이 떨어지는 소재를 낮은 온도에서 압연하더라도 성형성을 향상시켜 고품질의 판재 제조에 사용될 수 있는 복합판재, 이를 이용한 냉간압연방법, 이를 이용한 압연판재 제조방법, 및 이에 의해 제조된 압연판재를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 제1 소재로 이루어진 판재 및 제2 소재로 이루어지며 압연시 상기 판재의 횡방향(TD: transverse direction)으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재를 포함하는 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재를 제안한다.
또한, 본 발명은 (a) 제1 소재로 이루어진 판재 및 제2 소재로 이루어지며 압연시 상기 판재의 압연수직방향(transverse direction)으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재를 포함하는 압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재를 준비하는 단계 및 (b) 상기 복합판재를 냉간압연하는 단계를 포함하는 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 냉간압연방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 (a) 제1 소재로 이루어진 판재 및 제2 소재로 이루어지며 압연시 상기 판재의 압연수직방향(transverse direction)으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재를 포함하는 압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재를 준비하는 단계; (b) 상기 복합판재를 냉간압연하는 단계; 및 (c) 상기 단계 (b)에서 얻어진 압연된 복합판재로부터 제1 소재로 이루어진 압연판재를 분리하는 단계를 포함하는 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 압연판재 제조방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 상기 압연판재 제조방법에 의해 제조된 압연판재를 제안한다.
본 발명에 따른 판재 및 구속 부재를 포함하는 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용해 냉간압연을 수행하게 되면, 압연 공정이 수행되는 동안 구속 부재가 판재의 TD 방향으로 압축 응력을 가하게 되어 에지 크랙(edge crack)의 발생을 저지하고, 인장 쌍정(tensile twinning)을 형성함으로써 판재의 연성을 현저히 향상시킬 수 있다. 따라서, 종래 마그네슘이나 마그네슘 합금과 같이 저온에서 낮은 성형성을 가져 열간 가공에 따른 비용 증가나 공정 복잡화 등이 문제되었던 소재도 본 발명에 의해 냉간압연을 통해 자동차, 항공기 등 다양한 기술 분야에서 유용하게 사용될 수 있는 고품질의 판재 제조가 가능하다.
도 1은 본원 발명에 따른 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 각각 실시예 1에서 복합판재에 포함되는 압연 전(as-received) 시편의 표면 미세구조에 대한 광학현미경 사진 및 X-선 회절(XRD)을 이용한 (0001) 저면에 대한 극점도(pole figure)이다.
도 3(a) 내지 도 3(d)는 각각 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 압연 시편에 있어서 압연면 법선 방향(ND: normal direction)에 수직한 면에서의 표면 형상을 나타내는 디지털 카메라 사진이다.
도 4(a) 내지 도 4(c)는 각각 실시예 1에서 제조된 시편에 있어서 RD 방향에 수직인 평면에서 TD 방향을 따라 시편의 중심, 1/4 지점, 가장자리에서 관찰된 미세조직에 대한 광학현미경 사진이다.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 비교예 1에서 제조된 시편에 있어서 RD 방향에 수직인 평면에서 TD 방향을 따라 시편의 중심, 1/4 지점, 가장자리에서 관찰된 미세조직에 대한 광학현미경 사진이다.
도 6(a) 내지 도 6(c)는 각각 실시예 3에서 제조된 시편의 TD 방향을 따라 시편의 중심, 1/4 지점, 가장자리의 ND 방향 역극점도(IPF: inverse pole figures) 및 ND 방향 역극점 맵이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 각각 실시예 1에서 복합판재에 포함되는 압연 전(as-received) 시편의 표면 미세구조에 대한 광학현미경 사진 및 X-선 회절(XRD)을 이용한 (0001) 저면에 대한 극점도(pole figure)이다.
도 3(a) 내지 도 3(d)는 각각 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 압연 시편에 있어서 압연면 법선 방향(ND: normal direction)에 수직한 면에서의 표면 형상을 나타내는 디지털 카메라 사진이다.
도 4(a) 내지 도 4(c)는 각각 실시예 1에서 제조된 시편에 있어서 RD 방향에 수직인 평면에서 TD 방향을 따라 시편의 중심, 1/4 지점, 가장자리에서 관찰된 미세조직에 대한 광학현미경 사진이다.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 비교예 1에서 제조된 시편에 있어서 RD 방향에 수직인 평면에서 TD 방향을 따라 시편의 중심, 1/4 지점, 가장자리에서 관찰된 미세조직에 대한 광학현미경 사진이다.
도 6(a) 내지 도 6(c)는 각각 실시예 3에서 제조된 시편의 TD 방향을 따라 시편의 중심, 1/4 지점, 가장자리의 ND 방향 역극점도(IPF: inverse pole figures) 및 ND 방향 역극점 맵이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재는 제1 소재로 이루어진 판재 및 제2 소재로 이루어지며 냉간압연시 상기 판재의 횡방향(TD: transverse direction)으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재를 포함한다.
본 명세서에 있어서, 복합판재란 이종(異種)의 소재를 포함하여 이루어지되, 각 소재는 각각 독립적인 개별 부재를 이루며, 상기 부재가 상호 결합되어 판재 형태를 가지는 것으로 정의한다.
본 발명에 따른 복합판재에 있어서, 제1 소재로 이루어진 판재는 냉간압연을 통해 성형하고자 하는 대상으로서, 냉간압연 과정에서 판재의 압연방향(RD: rolling direction)과 수직이며, 압연면과 평행한 방향인 TD 방향으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재와 결합하여 본 발명에 따른 복합판재에 포함된다.
여기서, 상기 구속 부재는 압연시 상기 판재가 TD 방향으로 소성 변형하는 것을 억제하는 압축 응력(compressive stress)을 인가할 수 있기만 하면 그 형상은 특별히 제약되지 않는다.
예를 들면, 도 1에서와 같이 복합판재(1)에 있어서 판재(2)가 내재되어 위치할 수 있도록 구속 부재(3)가 그 일면에 양단을 가로질러 형성되며 판재의 형상과 일치하는 오목부를 구비하는 형상을 가지면, 압연시 구속 부재(3)는 판재(2)가 횡방향(TD)로의 소성 변형이 억제되도록 압축 응력을 판재에 인가할 수 있게 된다. 이때, 도 1에서처럼 상기 판재(2)의 양 측면은 상기 구속 부재(3)와 이격되지 않고 접해 있는 것이 바람직하다.
한편, 판재를 이루는 제1 소재 및 구속 부재를 이루는 제2 소재는 압연에 의한 가공이 가능한 금속 소재라면 순금속 또는 합금 그 어떤 것이라도 무방하다. 예를 들어, 제1 소재 및 제2 소재는 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn) 또는 상기 금속의 합금이나 강(steel)으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 제1 소재 및 제2 소재는 서로 다른 화학적 조성을 가지거나 같은 화학적 조성을 가지더라도 가공 이력 등의 이유로 기계적 물성이 서로 상이할 수 있는데, 특히, 재료의 강성(stiffness)과 관련해서는 마그네슘 합금인 AZ31(Al 3wt %, Zn 1wt %, Mg 0.3 wt%, Mg 잔부)으로 이루어진 판재 및 알루미늄 합금인 aluminum 5083으로 이루어진 구속 부재를 포함하는 복합 판재에서와 같이 제2 소재의 강성이 제1 소재의 강성보다 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 이처럼 구속 부재를 이루는 제2 소재가 판재를 이루는 제1 소재보다 큰 강성을 가지게 되면, 본 발명에 따른 복합판재를 압연할 경우 구속 부재가 판재의 TD 방향에 대향하여 압축 응력을 인가하는데 있어서 보다 효과적이다.
다음으로, 본 발명에 따른 연성이 향상된 압연판재 제조방법에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 냉간압연방법은, (a) 제1 소재로 이루어진 판재 및 제2 소재로 이루어지며 압연시 상기 판재의 횡방향(TD: transverse direction)으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재를 포함하는 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재를 준비하는 단계 및 (b) 상기 복합판재를 냉간압연하는 단계를 포함하며, 이하에서 상기 각 단계에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 냉간압연방법의 단계 (a)는 상기에서 상세히 설명한 복합판재를 준비하는 단계로서 제1 소재로 이루어진 판재 및 제2 소재로 이루어지며 상기 판재가 TD 방향으로 소성 변형되는 것을 억제하는 구속 부재를 포함하는 복합판재를 제작하는 단계이다. 예를 들어, 도 1에 도시된 형상 및 구조를 가지는 복합 판재(1)를 준비하는 경우에는, 제2 소재로 이루어진 열간 압연 판재 등을 가공하여 오목부를 가지는 구속 부재(3)를 제작하고, 제1 소재로 이루어진 열간 압연 판재 등을 상기 오목부의 형상에 일치하는 규격을 가지도록 가공하여 판재(2)를 제작한 후, 상기 판재(2) 가 상기 구속 부재(3)의 오목부에 내재되도록 위치시킴으로써 본 단계가 완성될 수 있다. 필요에 따라서는, 아래에서 설명할 냉간압연 단계에 상기 복합판재가 차질없이 제공될 수 있도록 판재(2)와 구속 부재(3)를 가접착시키는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 냉간압연방법의 단계 (b)는 상기 단계 (a)에서 준비된 복합 판재를 냉간압연하는 단계로서 공지의 압연기를 사용하여 공지의 압연방법을 사용하여 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 냉간압연방법에 의하면, 크랙 발생을 피하기 위해 230℃ 이상의 충분히 높은 온도에서 열간압연 해야 하는 AZ31과 같은 마그네슘 합금 판재에 대해서도 에지 크랙을 발생시키지 않고, 저온, 예들 들면, 상온 이상 100 ℃ 이하의 온도에서 냉간압연을 통해 판재를 제조할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 압연판재 제조방법은, 상기에서 상세히 설명한 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 냉간압연방법을 실시한 후에 압연된 복합판재로부터 제1 소재로 이루어진 압연판재를 분리하는 단계를 추가적으로 수행함으로써 완성된다.
즉, 본 발명에 따른 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 압연판재 제조방법은, (a) 제1 소재로 이루어진 판재 및 제2 소재로 이루어지며 압연시 상기 판재의 압연수직방향(transverse direction)으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재를 포함하는 압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재를 준비하는 단계; (b) 상기 복합판재를 냉간압연하는 단계; 및 (c) 상기 단계 (b)에서 얻어진 압연된 복합판재로부터 제1 소재로 이루어진 압연판재를 분리하는 단계를 포함하는 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 압연판재 제조방법를 포함한다.
상기 단계 (c)를 수행함에 압연된 복합판재로부터 제1 소재로 이루어진 압연판재를 분리하는 작업은 그 수단이나 방법의 제약 없이 어떤 것이라도 가능하다.
본 발명에 따른 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 압연판재 제조방법에 의하면 종래 마그네슘이나 마그네슘 합금과 같이 상온에서 연성이 낮아 가공성이 떨어지는 관계로 불가피하게 열간 가공을 해야했던 소재에 대해서도 냉간압연을 통해 우수한 품질의 압연판재 제조가 가능하므로, 재료 및 압연롤의 가열에 따른 롤의 수명 단축을 예방할 수 있고, 에너지 소비에 따른 생산 비용 절감이 가능하여 경제적으로 우수한 품질의 판재를 제조할 수 있다.
아래에서 본 발명에 대해 실시예를 기초로 하여 상세하게 설명한다. 제시된 실시예는 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
<실시예 1>
1.2 mm의 두께를 가지는 열간 압연된 상용 AZ31(Al 3 중량%, Zn 1 중량%, Mn 0.3 중량%, Mg 잔부) 판재를 가공하여 90mm×12mm×1.2mm의 규격을 가지는 시편을 제조하였다. 한편, 도 2(a)는 및 도 2(b)는 각각 상기 시편의 미세구조에 대한 광학현미경 사진 및 X-선 회절(XRD)을 이용한 (0001) 저면에 대한 극점도(pole figure)로서, 이로부터 눈에 띄는 쌍정 구조는 발견되지 않는 반면, 마그네슘 합금에서의 전형적인 압연 집합조직인 강한 저면 집합조직 및 다각형의 결정립의 존재를 확인할 수 있다.
상기 시편을, 마그네슘 합금보다 더 단단한 소재인 aluminum 5083로 이루어진 열간압연 판재의 일면에 양단을 가로질러 형성된 오목부에 삽입하여 도 1에 도시한 형상 및 구조를 가지는 복합판재를 제조하였다.
다음으로, 상기 복합판재를 100℃의 저온에서 20분 동안 균질화(homogenization)한 직후, 롤직경 250 mm의 압연기를 이용하여 상기 균질화 온도와 동일한 100℃의 압연 온도 및 2 rpm의 압연 속도의 조건 하에서 20%의 압하율로 냉간압연 하였다.
<실시예 2>
30%의 압하율로 냉간압연을 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 복합판재를 제조한 후 냉간압연을 행하였다.
<실시예 3>
15%의 압하율로 냉간압연을 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 복합판재를 제조한 후 냉간압연을 행하였다.
<비교예 1>
1.2 mm의 두께를 가지는 열간 압연된 상용 AZ31(Al 3 중량%, Zn 1 중량%, Mn 0.3 중량%, Mg 잔부) 판재를 가공하여 90mm×12mm×1.2mm의 규격을 가지는 시편을 제조하였다. 한편, 도 2(a)는 및 도 2(b)는 각각 상기 시편의 미세구조에 대한 광학현미경 사진 및 X-선 회절(XRD)을 이용한 (0001) 저면에 대한 극점도(pole figure)로서, 이로부터 눈에 띄는 쌍정 구조는 발견되지 않는 반면, 마그네슘 합금에서의 전형적인 압연 집합조직인 강한 저면 집합조직 및 다각형의 결정립의 존재를 확인할 수 있다.
그리고나서, 상기 시편을 100℃의 저온에서 20분 동안 균질화(homogenization)한 직후, 롤직경 250 mm의 압연기를 이용하여 상기 균질화 온도와 동일한 100℃의 압연 온도 및 2 rpm의 압연 속도의 조건 하에서 20%의 압하율로 냉간압연 하였다.
<비교예 2>
30%의 압하율로 냉간압연을 수행한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 시편에 대해 냉간압연을 행하였다.
<
실험예
1>
실시예
1-2에서 제조된 복합판재 및
비교예
1-2에서 제조된 시편의 표면 형상 관찰
도 3(a) 내지 도 3(d)는 각각 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 압연 시편에 있어서 압연면 법선 방향(ND: normal direction)에 수직한 면에서의 표면 형상을 보여준다. 시편을 알루미늄 합금 판재의 오목부에 블록 내에 내재시켜 구속하지 않고 20%의 압하율로 압연해 제조한 비교예 1의 시편에서 에지 크랙이 육안으로도 명백히 관찰되었으며(도 3(c) 참조), 시편을 알루미늄 합금 판재의 오목부에 블록 내에 내재시켜 구속하지 않고 30%의 압하율로 압연해 제조한 비교예 2의 시편에서는 에지 크랙이 보다 명확하게 관찰되며, 시편을 통해 전파되었음을 확인할 수 있다(도 3(d) 참조). 반면, 구속 부재에 내장되어 압연된 20%의 압하율로 압연해 제조한 실시예 1의 시편의 표면에서는 에지 크랙이 발견되지 않았으며(도 3(a) 참조), 구속 부재에 내장되어 압연된 30%의 압하율로 압연해 제조한 시편의 경우에도 표면이 상대적으로 건전한 상태를 유지하고 있다(도 3(b) 참조).
그리고, 비교예 1에서 제조된 시편은 횡방향(TD)으로의 시편의 길이가 12 mm에서 12.4 mm로 3% 만큼 늘어났으나, 실시예 1에서 제조된 시편은 어떤 명백한 변화도 일어나지 않았음을 확인할 수 있었는데, 이로부터 실시예 1 및 2에서 시편의 양 측면에 접하는 구속 부재의 재료로서 사용된 aluminum 5083이 시편이 TD 방향으로 팽창하는 것을 방지하며, 이것은 압연 공정 중에 상당한 크기의 압축 응력이 TD 방향을 따라 시편 양 측면에 작용하기 때문인 것으로 보인다.
상기 결과들로부터, TD 방향을 따라 시편 양 측면에 작용하는 압축 응력은, i)시편과 구속 부재 사이에 RD 방향으로의 변형률(strain) 차이에 기인하는 마찰 응력(friction stress)을 유발하고, 이러한 마찰 응력은 RD 방향으로의 인장 응력을 감소시켜 에지 크랙을 감소시키고, ii)c축이 압축 축에 수직이면 발생하는 것으로 알려진 인장변형에 의해 형성되는 쌍정을 저면 집합조직을 가지는 결정립에서 발생시킴으로써 시편의 연성을 향상시키는 것으로 사료된다.
상기한 압축 응력의 역할은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 시편에 있어서 RD 방향에 수직인 평면에서 TD 방향을 따라 시편의 3 군데 지점(중심, 1/4 지점, 가장자리)에서 관찰된 미세조직에 대한 광학현미경 사진을 각각 나타내는 도 4 및 도 5로부터 뒷받침된다.
즉, 도 4 및 5에 따르면, 실시예 1에서 제조된 시편과 달리 비교예 1에서 제조된 시편의 경우에는 표면에서처럼 현저하고 명백한 크랙이 시편의 가장자리 근처에서 관찰되었으며, 비교예 1에서 제조된 시편에 비해 실시예 1에서 제조된 시편에서 렌즈 형상(lenticular shaped)의 인장변형에 의한 쌍정이 훨씬 더 빈번하게 발견되었음을 알 수 있다.
<
실험예
2>
실시예
3에서 제조된 시편에 대한
EBSD
분석
구속 부재의 압축 응력에 의해 시편 내에 형성된 인장 쌍정(tensile twinning)의 발생 여부를 보다 분명히 확인하기 위하여, 실시예 3에서 제조된 시편에 대해 전자후방회절(EBSD: electron back-scattered diffraction) 분석을 실시하였다.
구체적으로, 실시예 3에서 제조된 시편을 이용해 공지의 방법에 따라 EBSD 분석용 시편을 준비한 후, TSL사의 EBSD 시스템이 장착된 FE-SEM(Hitachi, SU-6600)를 사용해 가속 전압과 탐침 전류는 각각 15 kV 및 10 ㎂로 일정하게 유지하면서 전자선의 스텝 사이즈를 0.5 ㎛로 하고, 시편의 주사 영역은 190㎛×400㎛ 해서 EBSD로 시편 표면을 분석하였다.
TD 방향을 따라 시편의 중심, 1/4 지점, 가장자리의 총 3 군데 지점을 선택하여 시편의 가장자리로부터 중심을 향해 거리에 따른 인장 쌍정의 분포를 비교하였다. ND 방향 역극점도(inverse pole figures: IPF) 및 ND 방향 역극점 맵을 나타내는 도 6에 나타내었으며, 하얀색 선과 검은색 선은 각각 
인장 쌍정 및 결정립계를 나타낸다. 
인장 쌍정의 존재는 3 군데 지점에서 모두에서 확인되었다. 그 밀도는 TD 방향으로의 압축 응력이 가장 클 것으로 예상되는 가장자리 근방에서 가장 높고(도 6(c) 참조), 가장자리로부터 중심을 향해감에 따라 감소하였다. 상기 결과는 구속 조건 하에서 압연이 수행되는 동안 TD 방향으로의 압축 응력이 인장 쌍정을 발생시켜 마그네슘 합금 시편의 압연성을 향상시킬 수 있음을 뒷받침한다.
1: 복합판재
2: 판재
3: 구속 부재
2: 판재
3: 구속 부재
Claims (13)
- 제1 소재로 이루어진 판재 및 제2 소재로 이루어지며 압연시 상기 판재의 횡방향(TD: transverse direction)으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재를 포함하되, 상기 제1 소재는 마그네슘(Mg) 합금이며, 상기 제2 소재는 상기 제1 소재보다 큰 강성(stiffness)을 가지며, 상기 구속 부재는 그 일면에 양단을 가로질러 형성된 오목부를 구비하며 상기 오목부에 상기 판재가 내재되어 위치하는 것을 특징으로 하는, 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 판재의 양 측면은 상기 구속 부재와 이격되지 않고 접해 있는 것을 특징으로 하는 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재.
- 삭제
- 삭제
- (a) 제1 소재로 이루어진 판재 및 제2 소재로 이루어지며 압연시 상기 판재의 횡방향(TD: transverse direction)으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재를 포함하되, 상기 제1 소재는 마그네슘(Mg) 합금이며, 상기 제2 소재는 상기 제1 소재보다 큰 강성(stiffness)을 가지며, 상기 구속 부재는 그 일면에 양단을 가로질러 형성된 오목부를 구비하며 상기 오목부에 상기 판재가 내재되어 위치하는 것을 특징으로 하는, 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재를 준비하는 단계; 및
(b) 상기 복합판재를 냉간압연하는 단계를 포함하는 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 냉간압연방법. - 삭제
- 제6항에 있어서, 상기 판재의 양 측면은 상기 구속 부재와 이격되지 않고 접해 있는 것을 특징으로 하는 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 냉간압연방법.
- 삭제
- 삭제
- 제6항에 있어서, 상기 (b) 단계는 상온 이상 ℃ 100 ℃ 이하의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 냉간압연방법.
- (a) 제1 소재로 이루어진 판재 및 제2 소재로 이루어지며 압연시 상기 판재의 횡방향(transverse direction)으로의 소성 변형을 억제하는 구속 부재를 포함하되, 상기 제1 소재는 마그네슘(Mg) 합금이며, 상기 제2 소재는 상기 제1 소재보다 큰 강성(stiffness)을 가지며, 상기 구속 부재는 그 일면에 양단을 가로질러 형성된 오목부를 구비하며 상기 오목부에 상기 판재가 내재되어 위치하는 것을 특징으로 하는, 냉간압연 공정시 향상된 연성을 가지는 복합판재를 준비하는 단계;
(b) 상기 복합판재를 냉간압연하는 단계; 및
(c) 상기 단계 (b)에서 얻어진 압연된 복합판재로부터 제1 소재로 이루어진 압연판재를 분리하는 단계를 포함하는 향상된 연성을 가지는 복합판재를 이용한 압연판재 제조방법. - 제12항에 기재된 제조방법에 의해 제조된 압연판재.
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| KR1020130026573A KR101495500B1 (ko) | 2013-03-13 | 2013-03-13 | 냉간 압연시 향상된 연성을 가지는 복합판재, 이를 이용한 냉간압연방법, 이를 이용한 압연판재 제조방법, 및 이에 의해 제조된 압연판재 |
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