KR102224687B1 - 마그네슘 합금 시트의 압연 및 준비 방법 - Google Patents

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Abstract

마그네슘 합금 시트의 고효율 압연 공정에 관한 것이다. 상기 공정은 압연 빌렛들의 압연 공정이다. 상기 압연 공정의 파라미터들은 다음과 같다. 각각의 압연 패스의 상기 압연 속도는 10m/min 내지 50m/min이고, 각각의 압연 패스의 상기 압하량은 40% 내지 90%로 조절되고, 압연 전 상기 예열 온도 및 각각의 압연 패스의 상기 압연 온도는 모두 250℃ 내지 450℃이다.
마그네슘 합금 시트의 준비 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 다음 단계들로 구성된다. 1) 압연 빌렛들을 준비하는 단계; 2) 고효율 열간 압연 단계: 각각의 압연 패스의 상기 압연 속도는 10m/mim 내지 50m/min로 조절되고, 각각의 압연 패스의 상기 압하량은 40% 내지 90%로 조절되고, 압연 전 상기 예열 온도 및 각각의 압연 패스의 상기 압연 온도 모두 250℃ 내지 450℃임; 3) 어닐링을 수행하는 단계. 상기 압연 공정에 의해서, 상기 시트의 기계적 성능 또한 효과적으로 향상될 수 있고, 특히, 상기 시트의 강도 및 연성이 우수하게 향상될 수 있다.

Description

마그네슘 합금 시트의 압연 및 준비 방법 {ROLLING AND PREPARATION METHOD OF MAGNESIUM ALLOY SHEET}
본 발명은 비철 금속 가공 공정, 특히 마그네슘 합금 시트의 압연 공정과 관련된 것이다.
지금까지, 마그네슘은 발견되어 있는 금속 구조물 중 가장 가벼운 물질이다. 이와 같은 이유로, 새로운 금속 구조 물질로서, 마그네슘 합금들은 세계에 풍부하게 확보되어 있다. 마그네슘의 밀도는 오직 1.74g/cm3이며, 이는 알루미늄 밀도의 2/3 및 철 밀도의 1/4에 불과하다. 이러한 특징은 마그네슘 합금들이 자동차, 우주 항공, 군사 방위, 전자 통신 및 가전 제품 분야에서의 광범위한 응용 가능성들을 가지게 한다. 압연은 금속 재료들의 소성 변형 가공의 중요한 수단으로서 큰 발전을 이루었다. 그러나, 기존의 마그네슘 합금 시트들의 상기 응용들은 여전히 매우 제한적이며, 그 제조량 및 사용량은 강철 및 다른 비철 금속들(예를 들면, 알루미늄 및 구리)에 비해 훨씬 적다. 마그네슘 합금들의 보다 나은 발전을 위해 해결되어야 하는 가장 중요한 문제는 제조 관련 분야에서 마그네슘 합금들이 널리 적용될 수 있도록 다양한 제약들을 극복해내는 것이다.
마그네슘 합금 시트들의 발전을 제한하는 요인들은 다음과 같다. 먼저, 마그네슘 합금들은 독립적 슬립 시스템들이 거의 없고 상온에서의 좋지 않은 가공 성능을 가진 육방 밀집 구조 결정체를 가져, 종래 기술의 마그네슘 합금 시트의 상기 제조는 작은 압하(reduction)들을 가지는 다중 패스들을 사용하는 고온(열간 압연)에서 수행된다. 기존의 일반적인 제조 공정에 의한 중간 두께의 마그네슘 합금 시트의 압연은 최대 10번의 패스들을 필요로 한다. 두 번째로, 압연 중 마그네슘 합금 시트의 단일 패스 압하는 보통 작으며(상기 단일 패스 압하는 보통 30% 이하임), 이는 강철 및 다른 비철 금속들(예를 들면, 알루미늄 및 구리)의 단일 패스 압하보다 현저히 낮아, 더 많은 압연 공정, 높은 제조 비용 및 낮은 제조 효율성을 초래한다. 세 번째로, 일반적으로 마그네슘 합금들의 상기 소성은 변형률의 증가에 따라 감소한다고 여겨져, 마그네슘 합금들의 압연에서 일반적으로 사용되는 상기 압연 속도(상기 압연 속도는 보통 5m/min 이하임)에 있어서도 강철 및 다른 비철 금속들(예를 들면, 알루미늄 및 구리)의 압연 속도보다 현저히 낮아, 상기 마그네슘 합금 시트들의 제조 비용 증가 및 제조 효율성의 감소를 초래한다. 마지막으로, 상기 마그네슘 합금 시트의 기계적 성능들은 좋지 않고, 특히, 상기 마그네슘 합금 시트의 강도 및 연성은 현저히 향상될 것이 요구된다.
"저온, 고속, 큰 가공량의 마그네슘 합금 시트의 압연을 위한 가공 방법" 을 명칭으로 한 중국 특허 공보 CN101648210A(2010.02.17에 공개됨)는 마그네슘 합금 시트의 가공 방법을 개시한다. 상기 가공 방법은 다음 단계들을 포함한다. 슬래브 잉곳(slab ingot) 가열-열간 압연 기술에 의한 일반적인 중간 시트 제조 기술을 기초로, 이는 잉곳 캐스팅(빌렛 평탄화)단계 → 정면 밀링(에지 밀링) 단계 → 결함 검출 단계 → 균질화 단계 → 가열 단계→ 열간 압연 단계 → 스트레이트닝 단계 → 절삭(saw cutting) 단계 → 표면 가공 단계 → 검출 단계 → 오일링 단계 및 패키징 단계를 포함한다. 이 기술의 상기 열간 압연 가공은 압연 온도, 압연 속도(특히, 최종 압연 온도 및 속도), 각각의 패스의 압하량, 8번에서 10번의 패스들, 각각의 패스의 변형 사이의 시간 간격, 및 쿨링 속도에 의해 조절되고, 이러한 방식으로, 상기 마그네슘 합금 열간 압연 시트의 입자 크기는 그것의 포괄적인 기계적 성능들을 강화하기 위해 조절된다. 그러나, 상기 가공 방법의 상기 가공 단계들은 비교적 복잡하고, 상기 압연 속도는 180m/min 이상이며, 이는 상기 방법이 실용적인 제조에 널리 적용되기 어렵게 한다. 또한, 압연에서 최대 단일-패스 제조율은 30% 내지 42%에 불과하고, 상기 단일 패스 압하는 작고, 상기 패스 제조 효율성은 높지 않다.
또한, "폭넓은 마그네슘 합금 시트 준비를 위한 방법"을 명칭으로 한 중국 특허 공보 CN103316915A(2013.09.25에 공개됨)는 폭넓은 마그네슘 합금 시트 준비를 위한 효과적인 방법을 개시한다. 상기 준비 방법은 다음 단계들을 포함한다. 낮은 내부 응력을 가진 미세하고 균질한 마그네슘 합금 슬래브는 균질화되고, 그 다음엔 가역적으로 고속으로 열간 압연된다. 상기 가역적 고속 열간 압연 공정에서, 상기 시트는 다중 포니 러핑(pony-roughing) 패스의 고온 프리 어닐링(pre-annealing) 및 수직 롤 압연과 프리-스트레칭(pre-stretching)의 조합에 의한 엄청난 압력 하에 프레스 다운 및 변형되고, 중간 두께의 마그네슘 합금 시트는 다중 패스 열간 압연 후에 얻을 수 있음; 중간 두께의 시트는 상기 방법에 의해 얻어진 다음, 단부들 절단 및 모서리들 절단 이후, 상기 중간 두께의 시트의 표면은 연삭 및 연마된 다음, 가열 및 어닐링 이후, 정밀 압연 공정이 수행된다. 상기 정밀 압연 공정에서, 상기 시트는 다중 포니 러핑(pony-roughing) 패스의 고온 프리 어닐링(pre-annealing) 및 반복되는 밴딩 변형과 고속 비대칭 압연의 조합에 의한 엄청난 압력 하에 프레스 다운 및 변형되어, 고정밀 마그네슘 합금 시트가 얻어진다. 그러나, 상기 중국 특허 문헌에 개시된 상기 준비 방법에서 상기 압연 속도는 지나치게 빨라, 어느 정도의 안전 문제를 초래한다. 더욱이, 상기 제조 방법의 상기 단계들은 비교적 복잡하고, 이는 상기 방법이 실용적인 제조에 널리 적용되기 어렵게 한다.
요약하자면, 기존의 상기 마그네슘 합금 시트의 준비 방법들은 생산 효율성 향상, 제조 비용 절감, 및 기계적 성능들의 향상과 같은 다양한 측면들의 균형을 효과적으로 맞출 수 없다. 또한, 기존의 마그네슘 합금 시트 준비 방법들의 상기 압연 속도들은 모두 지나치게 빠르거나 느리고, 상기 공정들은 복잡하여서, 이러한 이유로, 상기 방법들은 대규모 산업 제조에서의 실현 가능성을 가지지 못한다. 따라서, 기업들은 시장에서 마그네슘 합금 수요 증가를 충족시킬 수 있는 압연 공정을 매우 필요로 한다.
본 발명의 일 목적은 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 고효율 압연 공정을 제공하기 위함이다. 상기 압연 공정은 적절한 압연 속도 및 패스당 압하량을 가지고, 관련 제조 분야들에 널리 확장될 수 있다. 또한, 상기 압연 공정의 상기 전체 압연 패스가 적절하게 조절되고, 상기 압연 효율성은 유리하게 향상된다. 더욱이, 본 발명에 따른 상기 압연 공정의 사용은 상기 시트의 기계적 성능들, 특히 상기 시트의 강도 및 연성을 효과적으로 향상시킨다.
본 발명의 다른 목적은 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 준비 방법을 제공하기 위함이다. 고강도 및 우수한 연성을 가진 마그네슘 합금 시트는 상기 준비 방법을 통해 얻을 수 있다. 또한, 상기 준비 방법은 단순한 단계들을 가지며, 적은 시간이 소요되고, 높은 생산 효율성을 가진다. 또한, 본 발명에 따른 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 준비 방법은 낮은 생산 비용을 가지고, 관련 제조 분야들에 널리 확장될 수 있다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 고효율 압연 공정을 제안한다. 상기 공정은 압연 빌렛들을 위한 공정이다. 상기 압연 공정의 파라미터들은 다음과 같다. 각각의 압연 패스의 압연 속도는 10m/min 내지 50m/min이고, 각각의 압연 패스의 압하량은 40% 내지 90%로 조절되고, 상기 빌렛들은 각각의 압연 패스의 압연 전에 예열되고, 압연 전 상기 예열 온도 및 각각의 압연 패스의 상기 압연 온도는 모두 250℃ 내지 450℃로 조절된다.
현재 기술적 해결 수단에서, 각각의 롤링 패스의 상기 압하량은 상기 범위에서 동일하거나 다를 수 있음에 유의해야 한다.
마그네슘 합금들은 결정립 미세화(grain refinement)를 통해 비교적 향상된 기계적 성능들을 얻을 수 있다. 즉, 결정립 미세화는 상기 마그네슘 합금 물질들의 상기 가공 소성 및 강도를 향상시킬 뿐 아니라, 기계적 성능들의 비등방성 또한 감소시킬 수 있다. 철 및 알루미늄과 같은 다른 합금 물질들과 비교할 때, 마그네슘 합금 물질들은 홀-페치(Hall-Petch) 관계에서 더 큰 K-인자를 가져, 결정립 미세화 효과는 마그네슘 합금 물질들의 상기 강도 향상에 보다 크게 기여한다. 마그네슘 합금들의 상기 강도, 인성, 및 다른 기계적 성능들을 보다 향상시키기 위해, 세립자 구조가 요구된다. 압출, 압연 및 단조와 같은 변형 공정에서, 애즈-캐스트(as-cast) 미세 구조에서 조립자들(coarse grains) 및 조립 제2 상(coarse second phase)은 점차적으로 분해되고 정제되어, 상기 제2 상은 상기 마그네슘 매트릭스에 분산적으로 분포된다. 결과적으로, 마그네슘 합금들의 상기 기계적 성능들은 보다 향상되고, 보다 높은 강도 및 보다 나은 소성을 얻을 수 있다.
상기 압연된 마그네슘 합금 시트의 상기 미세구조 특징들(예를 들면, 입자 크기, 질감, 등)은 상기 압연 공정에서 상기 압연 속도, 단일 패스 압하(특히 상기 최종 압하량), 압연 온도, 어닐링 온도, 및 어닐링 시간과 밀접한 관련을 가진다. 한편, 상기 마그네슘 합금 물질이 고속에서 압연될 때, 상기 변형에 의해 발생된 변형열 및 상기 압연 피스와 상기 롤러 사이의 접촉에 의해 발생된 마찰열은 상기 압연 피스의 실제 온도 상승 및 보다 많은 변형 모드들의 개시하여, 상기 합금의 변형 가능성이 향상될 것이다. 이는 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 미세구조에 더 많은 전위를 도입하고, 동적 재결정을 유도하고, 상기 변형된 입자들을 정제하고, 세립자 구조를 가지는 마그네슘 합금 시트를 얻게 한다. 한편, 상기 압연 변형 스트레인의 향상은 또한 압연 변형에서 보다 정제된 미세구조를 얻는데 도움이 된다. 변형은 상기 시트의 상기 재결정화를 위한 원동력(driving force)의 소스이다. 한편, 상기 압하량은 변형 정도 및 변형에서 저장된 에너지량에 따라 결정되어, 정적 재결정의 핵 생성 속도에 영향을 미치고, 마지막으로 정적 재결정에서 입자의 크기를 결정한다. 보다 큰 변형량은 동적 재결정의 초기 온도를 낮추기 위해 마그네슘 합금 구조에 보다 큰 뒤틀림 에너지(distortion energy)를 도입할 수 있고, 이는 마그네슘 합금 시트의 보다 정제된 미세 구조를 얻는데 보다 도움이 된다. 따라서, 비교적 큰 압하량이 조합된 비교적 빠른 압연 속도에서 상기 압연 공정의 사용은 마그네슘 합금 시트의 상기 기계적 성능들을 향상시키는 세립자 구조를 효과적으로 얻을 수 있을 뿐 아니라, 압연의 상기 작업 효율성을 유리하게 향상시킨다.
본 발명의 상기 기술적 해결 수단들에 따라, 비교적 높은 압연 속도 채택 및 대량의 압연 변형의 조합에 의해 마그네슘 합금 시트의 미세 변형 구조를 얻을 것으로 기대된다. 압연 마그네슘 합금 시트에서, 상기 압연 속도는 주로 그 변형률에 영향을 미친다. 압연 속도에 의한 변형률이 미치는 영향은 주로 2가지 측면들이 있다. 한편으로는 상기 변형률은 변형 공정 중 상기 압연 공정의 실제 압연 온도에 영향을 미친다; 다른 한편으로는, 상기 변형률은 압연 중 개시될 수 있는 상기 변형 모드에 영향을 미친다. 이 2가지 측면들은 특정 압연 온도에서 상기 압연 피스의 최종 압연 성능을 포괄적으로 결정한다. 본 발명자들은 실제 제조 공정에서, 상기 압연 속도가 12.1m/min일 때, 상기 단일 패스 압하가 적절한 압연 온도에서 60%에 이르고, 동적 재결정이 수반되는 것을 발견하였다. 따라서, 상기 압연 속도의 증가는 마그네슘 합금 시트의 상기 압연 성능을 효과적으로 향상시킬 뿐 아니라, 큰 압하량으로 압연의 적용을 실현한다. 그러나, 상기 압연 속도가 지나치게 빠르면, 변형에 의한 상기 변형열 및 압연 피스와 롤러 사이의 접촉에 의해 생성된 마찰열은 상기 압연 피스의 상기 실제 온도를 실질적으로 증가시킬 것이며, 이는 동적 재결정 및 입자 성장을 유도할 수 있어, 상기 압연 피스의 상기 압연 온도(즉, 동적 재결정 온도)를 실제 제조 공정에서 조절하는 것은 어렵다. 결과적으로, 상기 마그네슘 합금 시트 구조의 상기 재결정은 불완전하거나, 상기 재결정된 입자들은 비교적 굵어, 상기 마그네슘 합금 시트의 최종 기계적 성능들은 좋지 않다. 따라서, 상기 압연 속도는 50m/min을 초과하지 않아야 한다. 그러나, 상기 압연 속도가 지나치게 느리면, 변형에 의한 상기 변형열 및 압연 피스와 롤러 사이의 접촉에 의해 생성된 마찰열은 상기 압연 피스의 상기 실제 온도의 증가를 유도하기엔 불충분한 반면, 상기 압연 피스의 일부 열은 상기 예열된 압연 피스와 상온에서의 상기 롤러 사이의 상기 접촉에 의해 손실될 것이다. 따라서, 느린 속도에서의 압연은 압연 중 큰 압하량을 얻을 수 없다. 상기 작은 압하량은 낮은 변형 에너지 저장 및 낮은 전위 밀도를 초래하여, 상기 정적 재결정 공정의 핵 생성을 위한 원동력이 불충분하게 되며, 이는 결정립 미세화에 불리하고, 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 강도 향상을 저해할 것이다. 따라서, 압연 패스들의 상기 압연 속도는 10m/min 내지 50m/min의 범위 내에서 조절되어야 한다.
또한, 상기 압하량 증가는 상기 시트에 저장된 변형 에너지의 상기 증가에 효과적이며, 결과적으로 상기 마그네슘 합금 시트의 전위 밀도를 높이고 정적 재결정 핵 형성의 원동력을 크게 하여, 입자들은 효과적으로 정제될 수 있고, 상기 시트의 상기 강도 및 연성은 향상될 수 있다. 본 발명자들은 또한 각각의 패스의 상기 압하가 상기 마그네슘 합금 시트의 미세구조에 중요한 영향을 미친다는 것을 발견하였다. 상기 압하의 증가에서, 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 입자들 내 상기 전위 밀도는 증가되고, 격자 왜곡은 증가되고, 재결정된 입자 핵들의 수는 증가되며, 결과적으로 상기 시트 내 상기 입자들의 정제가 현저하게 된다. 그러나, 단일 패스 압하가 지나치게 크면, 압연 피스내 균열 위험이 현저하게 증가한다. 따라서, 상기 단일 패스 압하는 90%를 초과하지 않아야 한다. 한편, 상기 단일 패스 압하가 지나치게 작으면, 상기 변형 에너지 저장 및 전위 밀도가 낮아져서, 결과적으로 정적 재결정 중 핵 형성을 위한 원동력이 불충분하게 되고 핵 형성 사이트들이 적어지고, 이는 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 결정립 미세화에 불리하다. 따라서, 본 발명에 따른 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 고효율 압연 공정에서, 각각의 압연 패스의 상기 단일 패스 압하는 40% 이상 및 90% 이하여야 한다.
상기 기술적 해결 수단에서 각각의 압연 패스의 상기 압하량은 40% 내지 90%로 조절되고, 패스당 상기 압하량은 향상된다. 따라서, 기존의 압연 공정들과 비교하면, 본 발명의 상기 압연 공정은 가공 단계들의 단순화를 통해 압연 패스들이 적어지고, 압연 시간이 단축되고, 작업 효율성이 향상된다.
또한, 상기 압연 속도 및 단일 패스의 상기 압하량의 조절을 기반으로, 상기 압연 온도 조절은 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 기계적 성능들을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 본 발명의 기술적 해결 수단에서, 압연 전 상기 예열 온도 및 상기 각각의 압연 패스의 상기 압연 온도가 250℃ 내지 450℃로 조절되는 이유들은 다음과 같다. 상기 온도가 지나치게 높으면, 상기 입자들은 압연 전후에 높은 온도에서 급속하게 성장하여, 압연 변형에 의한 결정립 미세화 효과는 감소된다; 상기 온도가 지나치게 낮으면, 상기 물질의 상기 소성 변형 가능성은 낮아지고, 상기 압연 시트는 쉽게 균열이 생기고, 원료 물질도 파괴될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 고효율 압연 공정에서, 각 압연 패스의 압연 전 상기 예열 시간은 1분 내지 15분으로 조절된다.
본 발명의 상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은 다음 단계들을 포함하는 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 준비 방법을 제공한다.
1) 압연 빌렛들을 준비하는 단계;
2) 효과적으로 상기 빌렛들을 타겟 레벨에서 열간 압연하는 단계로서, 각각의 압연 패스의 압연 속도는 10m/min 내지 50m/min이고, 각각의 압연 패스의 압하량은 40% 내지 90%로 조절되고, 상기 빌렛들은 각각의 압연 패스의 압연 전에 예열되고, 압연 전 상기 예열 온도 및 각각의 압연 패스의 압연 온도는 250℃ 내지 450℃로 조절되는 단계;
3) 어닐링(annealing)하는 단계
또한, 본 발명에 따른 상기 준비 방법에서, 단계(2)에서, 각각의 압연 패스의 압연 전 상기 예열 시간은 1분 내지 15분으로 조절된다.
상기 압연 속도, 단일 패스의 압하량 및 상기 열간 압연 공정의 압연 온도를 조절하여, 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 기계적 성능들을 효과적으로 향상시킬 뿐 아니라, 상기 마그네늄 합금 시트의 상기 압연 효율성은 유리하게 향상될 수 있다. 상기 압연 공정의 상기 파라미터 조절의 구현 원칙은 위에서 상세하게 설명되었기에, 상기 열간 압연 공정의 상기 파라미터 조절의 구현 원칙은 더 이상 설명하지 않을 것이다.
효율적인 열간 압연에서 각각의 압연 패스의 상기 압하량은 40% 내지 90%로 조절되고, 또한 패스당 상기 압하량은 종래 기술에 비해 향상된 것을 유의해야 한다. 따라서, 종래 기술의 압연 공정들과 비교하면, 본 발명의 상기 준비 방법은 열간 압연 패스가 적고, 열간 압연 공정 단계들이 단순화되고, 열간 압연 시간이 단축되고, 및 작업 효율성이 향상된다.
또한, 상기 단계(3)에서, 어닐링 온도는 150℃ 내지 400℃이고, 어닐링 시간은 10초 내지 300초이다.
어닐링 온도 및 어닐링 시간은 상기 시트의 상기 재결정 입자 크기에 큰 영향을 미친다. 상기 어닐링 온도가 지나치게 높으면, 정적 재결정에서 상기 입자의 상기 증가율은 지나치게 높아, 미세한 재결정 입자를 얻는 것이 어려워진다. 상기 어닐링 온도가 지나치게 낮으면, 상기 변형 에너지 저장이 상온에서 상기 정적 재결정을 위해 요구되는 에너지에 대해 불충분하여, 정적 재결정은 일어나지 않고 상기 입자는 보다 더 정제될 수 없다. 또한, 상기 변형 입자들은 특정 어닐링 온도에서 정적 재결정에 의해 세립자들을 형성하고, 상기 어닐링 시간이 증가됨에 따라 점차적으로 성장한다. 더욱이, 상기 열 보존 시간이 지나치게 길어지면 상기 재결정 입자들은 굵어지고, 이는 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 강도 향상에 불리하다. 한편, 상기 열 보존 시간이 지나치게 짧아지면 정적 재결정은 발생되지 않아, 상기 결정 입자들은 재결정에 의해 보다 정제될 수 없다. 따라서, 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 구성 및 변형에 따라, 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 입자 크기를 효과적으로 정제하기 위해 상기 어닐링 온도는 150℃ 내지 400℃의 상기 범위 내에서 조절되어야 하고, 상기 어닐링 시간은 10초 내지 300초의 상기 범위 내에서 조절되어야 한다. 이를 통해 상기 마그네슘 합금 시트의 상온 강도 및 연성이 현저히 향상될 수 있다.
특정 실시 예들에서, 본 발명의 상기 준비 방법의 압연 빌렛들을 준비하는 단계(1)은 잉곳을 용융 및 주조하는 단계, 균질화 처리 단계, 잉곳을 절삭(sawing)하는 단계, 조압연 하는 단계로 구성된다.
또한, 상기 단계(1)에서, 조압연의 각각의 패스의 압연 속도는 10m/min 내지 50m/min으로 조절된다.
또한, 상기 단계(1)에서, 조압연의 각각의 패스의 상기 압하량은 10% 내지 30%로 조절된다.
상기 슬래브 잉곳들을 상기 시트에 바이팅(biting)하는 조건을 고려하면, 단계(1)은 단계(2)의 각각의 롤링 패스의 상기 압하량에 비해 작은 압하량을 이용한다. 따라서, 조압연 공정 중 각각의 패스의 상기 압하량은 10% 내지 30%로 조절되고, 이는 상기 효율적 열간 압연 공정의 각각의 패스의 상기 압하량에 비해 작다.
또한, 상기 단계(1)에서, 상기 빌렛들은 조압연의 각각의 패스 이전에 예열되고, 조압연의 각각의 패스의 상기 예열 온도 및 상기 압연 온도는 250℃ 내지 450℃로 조절된다.
단계(1)에서 조압연의 각각의 패스의 상기 예열 온도 및 상기 압연 온도가 250℃ 내지 450℃의 상기 범위 내에서 조절되는 이유들은 다음과 같다. 상기 온도가 지나치게 높으면, 상기 입자들은 압연 전후로 높은 온도에서 급속하게 성장하여, 압연 변형에 의한 결정립 미세화 효과는 감소된다; 상기 온도가 지나치게 낮으면, 상기 물질의 상기 소성 변형 가능성은 낮아지고, 상기 압연 시트는 쉽게 균열이 생기고, 원료 물질도 파괴될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 본 발명에 기재된 상기 준비 방법의 단계(1)에서, 상기 압연 빌렛은 트윈-롤 주조법에 의해 준비될 수 있다. 상기 방법은 종래 기술의 일반적인 공정이기에, 여기서는 더 이상 설명하지 않는다.
본 발명의 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 준비 방법은 비교적 빠른 압연 속도를 이용하고, 비교적 큰 압하량을 가져, 이는 결과적으로 높은 변형 에너지 저장을 가지지만 동적 재결정은 거치지 않은 마그네슘 합금 시트로서 어닐링 온도보다 실질적으로 낮은 온도에서 짧은 어닐링을 거친다. 결과적으로, 정적 재결정에 의한 미세한 결정립들은 상기 마그네슘 합금 시트 내에 형성되어, 향상된 강도 및 연성을 가지는 마그네슘 합금 시트를 얻는다.
또한, 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 준비 방법에서, 고강도 및 우수한 연성을 가지는 상기 마그네슘 합금 시트는 오직 압연 및 어닐링 공정들의 파라미터들을 조절함에 따라 얻을 수 있다. 상기 공정단계들은 단순하고 편리하며, 생산 효율성은 높다. 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 기계적 성능들이 향상될 뿐만 아니라, 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 제조 비용도 절감된다. 상기 준비 방법은 실용적인 적용 가치가 높고, 관련 제조 분야들에 광범위하게 확장될 수 있다.
본 발명의 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 고효율 압연 공정은 적절한 압연 속도 및 패스 압하를 가지고, 관련 제조 분야들에 광범위하게 확장될 수 있다.
또한, 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 고효율 압연 공정은 적절한 총 압연 패스를 가지고, 이는 상기 압연 효율성을 유리하게 향상시킨다.
또한, 본 발명의 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 고효율 압연 공정의 상기 이용은 상기 시트의 상기 기계적 성능들을 향상시키고, 특히, 상기 시트의 상기 강도 및 연성을 현저히 향상시킨다.
본 발명의 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 제조 방법을 통해, 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 강도 및 상기 연성은 향상된다.
또한, 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 준비 방법은 우수한 압연 가능성을 가진다.
또한, 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 준비 방법은 압연 패스들의 수를 현저히 감소시켜, 제조 및 준비에 소요되는 상기 시간을 효과적으로 단축시키고, 상기 제조 효율성을 향상시키고, 상기 제조 비용을 보다 절감시킨다.
또한, 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 준비 방법은 단순한 단계들을 가지고, 관련 제조 분야들에 널리 확장될 수 있다.
도 1은 비교 예 B1의 어닐링 단계 후 현미경 사진이다.
도 2는 비교 예 B2의 어닐링 단계 후 현미경 사진이다.
도 3은 실시 예 A1의 어닐링 단계 후 현미경 사진이다.
도 4는 상온에서 실시 예 A1, 비교 예 B1, 및 비교 예 B2의 압하 및 인장 커브 사이의 관계를 보여주는 그래프다.
도 5는 비교 예 B3의 어닐링 단계 후 현미경 사진이다.
도 6은 비교 예 B4의 어닐링 단계 후 현미경 사진이다.
도 7은 실시 예 A2의 어닐링 단계 후 현미경 사진이다.
도 8은 상온에서 실시 예 A2, 비교 예 B3, 및 비교 예 B4의 압하 및 인장 커브 사이의 관계를 보여주는 그래프다.
도 9는 비교 예 B5의 어닐링 단계 후 현미경 사진이다.
도 10은 비교 예 B6의 어닐링 단계 후 현미경 사진이다.
도 11은 실시 예 A3의 어닐링 단계 후 현미경 사진이다.
도 12는 상온에서 실시 예 A3, 비교 예 B5, 및 비교 예 B6의 압하 및 인장 커브 사이의 관계를 보여주는 그래프다.
다음은 본 발명의 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 고효율 압연 공정과 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 준비 방법에 대해 도면들 및 특정 실시 예들을 참조하여 구체적으로 제시되고 설명되는 반면, 상기 설명 및 명시는 본 발명의 기술적 해결 수단들을 부적절하게 제한하지 않는다.
[실시 예들 A1 내지 A6 및 비교 예들 B1 내지 B9]
상기 실시 예들 A1 내지 A6는 본 발명의 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 상기 준비 방법에 의해 얻어지고, 이는 다음 단계들을 포함한다.
(1) 압연 빌렛들을 준비하는 단계:
실시 예들 A1 내지 A2, A3, A5의 상기 압연 빌렛들의 상기 준비 방법은 다음과 같음.
(1a) 용융 단계: 원료 물질들은 강철 도가니에 넣고 혼합하는 단계; 상기 도가니 및 원료 물질들을 유도로(induction furnace)에 넣고 용융시 760℃로 히팅하는 단계; 상기 용융 중, 아르곤 가스가 연소를 방지하기 위해 위해 보호 가스체로써 상기 유도로에 주입되는 단계;
(1b) 잉곳 주조 단계: 상기 용융 단계 후, 상기 용융된 마그네슘 합금 액체는 200℃에서 예열된 강철 몰드에서 주조되는 단계; 상기 잉곳 크기는 55mm(길이)*30mm(폭)*120mm(높이);
(1c) 균질화 처리 단계: 300℃에서 12시간동안 균질화한 다음, 430℃에서 4시간동안 균질화하는 단계;
(1d) 잉곳 절삭(sawing) 단계: 균질화 후, 상기 잉곳들은 요구되는 두께에 따라 5mm의 두께를 가지는 슬래브들로 절삭되는 단계;
(1e) 조압연 단계: 상기 압연 공정의 파라미터들은 다음과 같음: 상기 롤의 직경은 75mm이고, 각각의 패스의 상기 압연 속도는 10m/min 내지 50m/min이고, 각각의 패스의 상기 압하는 10% 내지 30%이고, 상기 빌렛들은 각각의 압연 패스에서 압연 전 예열되고, 압연 전 상기 예열 온도 및 상기 압연 온도는 250℃ 내지 450℃이고, 예열의 열 보존 시간은 1분 내지 15분이다.
실시 예들 A3 및 A6의 상기 빌렛들을 트윈 롤러로 압연하여, 2mm의 초기 두께를 가지는 AZ31 합금 빌렛이 얻어진다.
(2) 고효율 열간 압연 단계: 상기 롤의 직경은 75mm이고, 각각의 패스의 상기 압연 속도는 10m/min 내지 50m/min이고, 각각의 패스의 상기 압하는 40% 내지 90%이고, 상기 빌렛들은 각각의 압연 패스에서 압연 전 예열되고, 압연 전 상기 예열 온도 및 상기 압연 온도는 250℃ 내지 450℃이고, 예열의 열 보존 시간은 1분 내지 15분이다.
(3) 어닐링 단계: 상기 어닐링 온도는 150℃ 내지 400℃이고, 상기 어닐링 시간은 10초 내지 300초이다.
비교 예들 B5, B6, 및 B9의 상기 압연 빌렛들도 트윈-롤 주조법에 의해 준비되는 반면, 비교 예들 B1 내지 B4, B7, B8은 주조 단계, 잉곳 주조 단계, 균질화 처리 단계, 잉곳 절삭 단계, 및 조압연 단계를 통해 얻어지는 것을 유의해야 한다.
표 1은 실시 예들 A1 내지 A6 및 비교 예들 B1 내지 B9의 특정 공정 파라미터들을 도시한다.
실시　예 단계（1） 단계（2） 단계（3）





합금구성　및　
조건		 조압연　속도
(m/min)		 조압연　단일　패스　압하
(%)		 조압연　온도
(°C)		 압연　전예열시간 (min) 조압연의　총　패스 고-
효율　열간　압연　속도　(m/min)		 고-
효율열간압연단일패스압하(%)		 압연　온도　(°C) 압연전　예열시간(min) 고-효율열간압연의　총　
패스		 어닐링　온도 (°C) 어닐링　시간
(s)
A1 Mg-3Al-1Zn-0.3Mn
주조　마그네슘　합금		 15 20 400 6 4 15 50 400 6 1 200 60
A2 Mg-1Zn-0.2Nd-0.2Zr 주조　마그네슘　합금 45 30 400 6 3 15 50 400 6 1 300 60
A3 Mg-3Al-1Zn-0.3Mn 트윈　롤　주조　마그네슘　합금 -- -- -- -- -- 15 50 400 1 1 200 60
A4 Mg-3Al-1Zn-0.3Mn　주조　마그네슘　합금 50 20 450 1 4 40 90 450 1 1 150 300
A5 Mg-1Zn-0.2Nd-0.2Zr 주조　마그네슘　합금 10 10/20/30 260 15 3 10 43 260 15 1 400 10
A6 Mg-3Al-1Zn-0.3Mn 트윈　롤　주조　마그네슘　합금 -- -- -- -- -- 50 80 420 5 1 200 280
비교　예





합금구성　및　
조건		 열간　압연　속도 (m/min) 열간　압연　단일　패스　압하 (%) 압연　온도 (°C) 압연　전예열시간 (min) 열간　압연의　총　패스 열간　압연　속도 (m/min) 열간압연단일패스압하(%) 압연　온도 (°C) 압연전　예열시간 (min) 열간압연의　총　패스 어닐링　온도　(°C) 어닐링　시간
(s)
B1 Mg-3Al-1Zn-0.3Mn 주조　마그네슘　합금 15 20 400 6 4 15 10 400 6 1 200 60
B2 Mg-3Al-1Zn-0.3Mn 주조　마그네슘합금 15 20 400 6 3 15 30 400 6 1 200 60
B3 Mg-1Zn-0.2Nd-0.2Zr 주조마그네슘합금 45 30 400 6 3 15 10 400 6 1 300 60
B4 Mg-1Zn-0.2Nd-0.2Zr 마그네슘합금 45 30 400 6 3 15 30 400 6 1 300 60
B5 Mg-3Al-1Zn-0.3Mn 트윈　롤　주조 마그네슘합금 -- -- -- -- -- 15 10 400 1 1 200 60
B6 Mg-3Al-1Zn-0.3Mn 트윈　롤　주조　마그네슘합금 -- -- -- -- -- 15 30 400 1 1 200 60
B7 Mg-3Al-1Zn-0.3Mn 주조　
마그네슘 합금		 2 20 450 1 4 2 30 450 1 3 200 1800
B8 Mg-1Zn-0.2Nd-0.2Zr 주조마그네슘합금 2 10/20/20/20 300 15 4 2 30 300 15 1 400 1800
B9 Mg-3Al-1Zn-0.3Mn 트윈　롤　주조　마그네슘합금 -- -- -- -- -- 2 20 400 5 3 350 1800
상기　표에서　상기　다중　패스　압연의　경우，단일　패스　압하에　대한　값이　하나만　있으면，각　패스의　상기　압하가　동일한　것을　의미하는　점을　유의한다．
마그네슘 합금 시트들의 실시 예들 A1 내지 A6 및 비교 예들 B1 내지 B9이 샘플링되고, 상기 샘플들의 중간 부분은 상기 시트의 상기 미세 구조를 관찰하기 위해 취해진다. 상기 시트들의 상기 미세구조는 다음 도면들에 도시되어 있다. 상기 관련 기계적 성능들은 일반적인 인장 테스트 방법들에 의해 측정된다; 상기 인장 변형률은 10-3/s 이고, 표점 거리는 10mm이다. 상기 테스트들 후 얻어진 상기 결과들은 표 2에 도시된다.
표 2는 실시 예들 A1 내지 A6 및 비교 예들 B1 내지 B9의 기계적 성능들의 상기 파라미터들을 도시한다.
번호 항복 강도 (MPa) 인장 강도 (MPa) 균일 연신율 (%) 연신율 (%)
A1 243 300 13 24
A2 244 265 8 29
A3 263 304 10 20
A4 245 308 20 26
A5 234 255 16 31
A6 265 318 15 24
B1 221 270 9 15
B2 235 280 11 20
B3 215 236 7 14
B4 238 259 7 18
B5 255 291 8 16
B6 261 303 8 13
B7 119 230 15 23
B8 141 212 9 30
B9 195 264 12 22
표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시 예들 A1 내지 A6의 모든 항복 강도들은 234MPa 이상이고, 실시 예들 A1 내지 A6의 모든 인장 강도들은 255MPa 이상이며, 이는 실시 예들의 상기 마그네슘 합금 시트들이 비교적 높은 강도들을 가지는 것을 나타낸다; 실시 예들 A1 내지 A6의 균일 연신율들은 8% 이상이고, 실시 예들 A1 내지 A6의 연신율은 20% 이상이며, 이는 실시 예들의 상기 마그네슘 합금 시트들이 높은 연성과 우수한 소성을 가지는 것을 나타낸다. 실시 예들 A1 내지 A6의 항복 강도, 인장 강도, 균일 연신율, 및 연신율은 모두 이와 대응되는 비교 예들의 항복 강도, 인장 강도, 균일 연신율, 및 연신율보다 높다. 특히, 실시 예들의 상기 마그네슘 합금 시트들의 상기 항복 강도들은 현저히 향상된다. 예를 들면, 비교 예 B9(195MPa)의 상기 항복 강도와 비교하면, 실시 예 A6(265MPa)의 상기 항복 강도는 35.9% 증가하였다; 비교 예 B8(141MPa)의 상기 항복 강도와 비교하면, 실시 예 A5(234MPa)의 상기 항복 강도는 66% 증가하였다; 비교 예 B7(119MPa)의 상기 항복 강도와 비교하면, 실시 예 A4(245MPa)의 상기 항복 강도는 106% 증가하였다.도 1, 도 2, 및 도 3은 상기 어닐링 단계 후 비교 예 B1, 비교 예 B2, 및 실시 예 A1의 미세 구조를 각각 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 필요하다면, 표 1을 참조한다: 비교 예 B1의 상기 단일 패스 압하는 10%임; 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 변형은 상기 작은 압하로 인해 작아, 상기 시트의 재결정이 불완전하게 만든다. 재결정 입자들의 비율은 22%에 불과하고, 상기 입자들은 굵고, 평균 입자 크기는 9um이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 필요하다면, 표 1을 참조한다: 비교 예 B2의 상기 단일 패스 압하는 30%이고, 이는 비교 예 B1 보다는 커서, 상기 마그네슘 합금 시트의 변형은 비교적 큼; 비교 예 B2의 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 재결정은 여전히 불완전함에도 불구하고, 그 재결정 입자들의 비율은 비교 예 B1보다는 큰 대략 40%이고, 평균 입자 크기는 보다 작은 대략 6um이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 필요하다면, 표 1을 참조한다: 실시 예 A1의 상기 단일 패스 압하는 50%이고, 이는 비교 예 B1, 및 B2의 값보다 크다. 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 변형은 크며, 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 입자 구조는 명확하게 정제되고, 굵은 크기의 변형 입자들은 현저히 감소된다. 도 1 및 도 2에 도시된 비교 예들 B1 및 B2의 상기 마그네슘 합금 시트들의 상기 입자 크기와 비교하면, 도 3에 도시된 실시 예 A1의 상기 입자 크기는 매우 작고, 그 입자 크기는 매우 균일하다. 평균 입자 크기는 대략 4um이고, 재결정 입자들의 비율은 대략 68%에 이른다.
표 1에 도시된 내용들의 조합 및 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 비교 예들 B1 및 B2는 비교적 낮은 단일 패스 압하들을 이용하여, 상기 재결정 입자 크기는 비교적 크고, 결정립 미세화의 재결정 효과들은 상기 어닐링 단계 후 비교 예들 B1 및 B2의 상기 미세 구조에서 명확하지 않다. 표 1에 도시된 내용들의 조합 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실시 예 A1은 비교적 높은 단일 패스 압하들을 이용하여, 재결정 정도가 높고, 상기 입자 크기는 작고, 상기 입자 크기는 실시 예 A1의 미세 구조에서 균일하다.
도 4는 상온에서 실시 예 A1, 비교 예 B1, 및 비교 예 B2의 단일 패스 압하 및 인장 커브 사이의 관계를 보여준다.
표 1 및 표 2의 조합 및 도 4에 도시된 바와 같이, 비교 예 B1의 상기 단일 패스 압하는 10%이고, 비교 예 B2의 상기 단일 패스 압하는 30%인 반면, 실시 예 A1의 상기 단일 패스 압하는 50%임; 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 기계적 성능들은 상기 단일 패스 압하의 증가에 따라 증가한다. 특히, 실시 예 A1의 항복 강도, 인장 강도, 균일 연신율, 및 연신율은 모두 비교 예들 B1 및 B2의 항복 강도, 인장 강도, 균일 연신율, 및 연신율보다 높다.
도 5, 도 6, 및 도 7은 상기 어닐링 단계 후 비교 예 B3, 비교 예 B4, 및 실시 예 A2의 미세 구조를 각각 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 필요하다면 표 1을 참조한다: 비교 예 B3의 상기 단일 패스 압하는 10%임: 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 변형은 상기 작은 압하로 인해 작아, 상기 시트의 재결정이 불완전하게 만든다. 재결정 입자들의 비율은 30%에 불과하고, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 입자들은 굵고, 평균 입자 크기는 대략 7um이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 필요하다면, 표 1을 참조한다: 비교 예 B4의 상기 단일 패스 압하는 30%이고, 이는 비교 예 B3의 값보다 커서, 상기 마그네슘 합금 시트의 변형은 비교적 큼; 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 재결정은 여전히 불완전함에도 불구하고, 그 재결정 입자들의 상기 비율은 비교 예 B3의 값보다 높은 대략 48%이고, 그 평균 입자 크기는 보다 작은 대략 4um이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 필요하다면, 표 1을 참조한다: 실시 예 A2의 상기 단일 패스 압하는 50%이고, 이는 비교 예 B3 및 비교 예 B4의 값보다 크다. 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 변형은 매우 크고, 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 입자 구조는 명확하게 정제되고, 굵은 변형 입자들은 현저하게 감소된다. 도 5 및 도 6에 도시된 비교 예들 B3 및 B4의 상기 마그네슘 합금 시트들의 상기 입자 크기들과 비교하면, 도 7에 도시된 실시 예 A2의 상기 입자 크기는 작고 그 입자 크기는 매우 균일하다. 평균 입자 크기는 대략 3um이고, 재결정 입자들의 비율은 대략 66%에 이른다.
표 1에 도시된 내용들의 조합 및 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 비교 예들 B3 및 B4는 비교적 낮은 단일 패스 압하들을 이용하여, 상기 재결정 입자들의 크기는 비교적 크고, 결정립 미세화의 재결정 효과들은 상기 어닐링 단계 후 비교 예들 B3 및 B4의 상기 미세 구조에서 명확하지 않다. 표 1에 도시된 내용들의 조합 및 도 7에 도시된 바와 같이, 실시 예 A2는 비교적 높은 단일 패스 압하를 이용하여, 재결정 효과는 명확하고, 상기 입자 크기는 작고, 상기 입자 크기는 실시 예 A2의 미세 구조에서 균일하다.
도 8은 상온에서 실시 예 A2, 비교 예 B3, 및 비교 예 B4의 단일 패스 압하 및 인장 커브 사이의 관계를 보여준다.
표 1 및 표 2의 조합 및 도 8에 도시된 바와 같이, 비교 예들 B3의 상기 단일 패스 압하는 10%이고, 비교 예 B4의 상기 단일 패스 압하는 30%인 반면, 실시 예 A2의 상기 단일 패스 압하는 50%임; 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 응력 및 변형률 지수는 상기 단일 패스 압하의 증가에 따라 증가한다. 특히, 실시 예 A2의 항복 강도, 인장 강도, 균일 연신율, 및 연신율은 모두 비교 예들 B3 및 B4의 항복 강도, 인장 강도, 균일 연신율, 및 연신율보다 높다.
도 9, 도 10, 및 도 11은 상기 어닐랑 단계 후 비교 예 B5, 비교 예 B6, 및 실시 예 A3의 상기 미세구조들을 각각 도시한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 필요하다면, 표 1을 참조한다: 비교 예 B5의 상기 단일 패스 압하는 10%임; 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 변형은 상기 작은 압하로 인해 작아, 상기 시트의 재결정이 불완전하게 만든다. 재결정 입자들의 비율은 28%에 불과하고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 입자들은 굵고, 평균 입자 크기는 대략 12um이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 필요하다면, 표 1을 참조한다: 비교 예 B6의 상기 단일 패스 압하는 30%이고, 이는 비교 예 B5의 값보다 커서, 상기 마그네슘 합금 시트의 변형은 비교적 큼; 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 재결정은 여전히 불완전함에도 불구하고, 그 재결정 입자들의 상기 비율은 비교 예 B5의 값보다 높은 대략 48%이고, 그 평균 입자 크기는 보다 작은 대략 7um이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 필요하다면, 표 1을 참조한다: 실시 예 A3의 상기 단일 패스 압하는 50%이고, 이는 비교 예 B5 및 비교 예 B6의 값보다 크다. 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 변형은 매우 크고, 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 입자 구조는 명확하게 정제되고, 굵은 변형 입자들은 현저하게 감소된다. 도 9 및 도 10에 도시된 비교 예들 B5 및 B6의 상기 마그네슘 합금 시트들의 상기 입자 크기들과 비교하면, 도 11에 도시된 실시 예 A3의 상기 입자 크기는 작고 그 입자 크기는 매우 균일하다. 평균 입자 크기는 대략 4um이고, 재결정 입자들의 비율은 대략 67%에 이른다.
표 1에 도시된 내용들의 조합 및 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 비교 예들 B5 및 B6는 비교적 낮은 단일 패스 압하들을 이용하여, 상기 재결정 입자들의 크기는 비교적 크고, 결정립 미세화의 재결정 효과들은 상기 어닐링 단계 후 비교 예들 B5 및 B6의 상기 미세 구조에서 명확하지 않다. 표 1에 도시된 내용들의 조합 및 도 11에 도시된 바와 같이, 실시 예 A3는 비교적 높은 단일 패스 압하를 이용하여, 재결정 효과는 명확하고, 상기 입자 크기는 작고, 상기 입자 크기는 실시 예 A3의 미세 구조에서 균일하다.
도 12는 상온에서 실시 예 A3, 비교 예 B5, 및 비교 예 B6의 단일 패스 압하 및 인장 커브 사이의 관계를 보여준다.
표 1 및 표 2의 조합 및 도 12에 도시된 바와 같이, 비교 예들 B5의 상기 단일 패스 압하는 10%이고, 비교 예 B6의 상기 단일 패스 압하는 30%인 반면, 실시 예 A3의 상기 단일 패스 압하는 50%임; 상기 마그네슘 합금 시트의 상기 응력 및 변형률 지수는 상기 단일 패스 압하의 증가에 따라 증가한다. 특히, 실시 예 A3의 항복 강도, 인장 강도, 균일 연신율, 및 연신율은 모두 비교 예들 B5 및 B6의 항복 강도, 인장 강도, 균일 연신율, 및 연신율보다 높다.
상기 내용은 단지 본 발명의 특정 실시 예에 불과하다는 것을 유의해야 한다. 본 발명은 상기 실시 예들에 한정되지 않으며, 많은 유사한 변형들이 있음이 명백하다. 해당 기술 분야의 당업자가 본 발명의 상기 개시로부터 유도하거나 직접 연관시키는 모든 변형들은 본 발명의 보호 범위에 속해야 한다.

Claims (6)

  1. 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 고효율 압연 공정에 있어서,
    빌렛들(billets)은 조압연 단계 및 고효율 열간 압연 단계에서 압연되고,
    상기 조압연 단계의 각각의 패스에서 압하량은 10% 내지 30%이고,
    상기 고효율 열간 압연 단계에서 각각의 압연 패스의 압연 속도는 10m/min 내지 50m/min이고,
    각각의 압연 패스의 압하량은 40% 내지 90%이고,
    상기 빌렛들은 각각의 압연 패스의 압연 전에 1분 내지 15분동안 예열되고,
    압연 전 상기 예열 온도 및 각각의 압연 패스의 압연 온도는 250℃ 내지 450℃로 조절되며,
    상기 마그네슘 합금 시트는 아직 동적 재결정(recrystallization)을 거치지 않은 것인
    고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 고효율 압연 공정.
  2. 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 제조 방법에 있어서,
    1) 압연 빌렛들이 조압연에 의해 준비되는 단계 - 상기 조압연 단계의 각각의 패스에서 압하량이 10% 내지 30%임-;
    2) 효과적으로 상기 빌렛들을 타겟 레벨에서 열간 압연하는 단계 - 각각의 압연 패스의 압연 속도는 10m/min 내지 50m/min이고, 각각의 압연 패스의 압하량은 40% 내지 90%로 조절되고, 상기 빌렛들은 각각의 압연 패스의 압연 전에 1분 내지 15분 동안 예열되고, 압연 전 상기 예열 온도 및 각각의 압연 패스의 압연 온도는 250℃내지 450℃로 조절됨-;
    3) 어닐링 온도는 150℃내지 400℃이며, 어닐링 시간은 10초 내지 300초인 어닐링(annealing)하는 단계
    로 구성되며,
    상기 마그네슘 합금 시트는 아직 동적 재결정(recrystallization)을 거치지 않은 것인 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    단계 1)에서, 압연 빌렛들을 준비하는 상기 단계는 잉곳을 용융 및 주조하는 단계, 균질화 처리 단계, 잉곳을 절삭(sawing)하는 단계, 그것을 조압연하는 단계를 포함하는 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    단계 1)에서, 상기 조압연 단계의 각각의 패스에서 압연 속도는 10m/min 내지 50m/min으로 조절되는 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    단계 1)에서, 상기 빌렛들은 조압연 단계의 각각의 패스 전에 예열되고, 조압연 단계의 각각의 패스에서 예열 온도 및 압연 온도는 250℃내지 450℃로 조절되는 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    단계 1)에서, 상기 압연 빌렛들은 트윈-롤-주조법에 의해 준비되는 고강도 및 고연성 마그네슘 합금 시트들의 제조 방법.
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