KR20200002833A - 냉간 변형 공정에서 금속 재료, 구체적으로 강의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법 및 관련 장치 - Google Patents

냉간 변형 공정에서 금속 재료, 구체적으로 강의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법 및 관련 장치 Download PDF

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Abstract

냉간 변형 공정에서, 실험실 정적 조건에 해당하는 1 x 10-4 내지 10 x 10-4 s-1의 범위의 저 변형 속도 및 동적 조건에 해당하는 0.1 내지 10 s-1의 범위의 고 변형 속도로 적용되는 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력의 조합을 받은 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법으로서, 상기 압연 시트(L)의 온도(T), 변형(ε) 및 변형 속도(
Figure pct00064
) 중 하나 이상의 값을 포함하는, 동적 조건 하의 상기 냉간 변형 공정의 특징 파라미터를 측정하는 단계를 포함하고, 아래의 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법이 개시된다: - 식 (I)(
Figure pct00065
)에 따라 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYD)를 계산하는 단계[여기서: σc는 압축력(Fc)이 상기 압연 시트(L)에 적용될 때 상기 압연 시트(L)의 압축 강도이고; σt는 견인력(Tin, Tout)이 상기 압연 시트(L)에 적용될 때 상기 압연 시트(L)의 견인 강도이고; σbend는 굽힘 모멘트가 상기 압연 시트(L)에 적용될 때 상기 압연 시트(L)의 굽힘 강도이고; m, n 및 p는 각각 제1, 제2 및 제3 파라미터들로서, 이들은, 냉간 변형 공정의 연속적으로 측정된 작동 조건의 함수이고, 화학적 조성에 관한 압연 시트(L)의 함수이고, 열간 변형 개시 및 종료 온도, 권선 온도 및 결정 입도에 관한 열간 변형 공정의 선행 작동 조건의 함수임]; - 식 (II)(
Figure pct00066
)에 따라 저 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYS)를 계산하는 단계[여기서, σYD는 상기 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도이고; f는 저 변형 속도 및 고 변형 속도에서 측정된 데이터 사이의 통계적 최적화 인자이고; α는 상기 압연 시트(L)의 화학적 조성의 함수이고, 상기 압연 시트(L)의 열간 변형 공정의 작동 조건의 함수인, 상기 압연 시트(L)의 제1 특징 파라미터이고; β는 식 (III)(
Figure pct00067
)에 따라 계산된 상기 냉간 변형 공정의 함수인, 상기 압연 시트(L)의 제2 특징 파라미터임(여기서,
Figure pct00068
는 상기 변형 속도이고, Q는 실험실 시험을 통해 평가된 상기 압연 시트(L)의 상기 변형의 활성화 에너지이고, R은 이상 기체의 볼츠만 상수이고, T는 상기 압연 시트(L)의 상기 온도임).

Description

냉간 변형 공정에서 금속 재료, 구체적으로 강의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법 및 관련 장치
본 발명은 냉간 변형 공정(cold deformation process)에서 금속 재료의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 구체적으로 강(steel)의 생산과 관련하여, 금속 공학 산업에서 이러한 방법을 구현하기 위한 장치에 관한 것이고, 하기 설명은 이의 제시를 단순화하기 위한 유일한 목적으로 이의 적용 분야를 참조하여 설명된다.
기계적 및 미세구조적 특성에 관하여 제조 사이클의 다양한 단계 동안 금속 제품을 인증할 필요성은, 구체적으로 금속 공학 산업에서, 널리 공지되어 있다.
이러한 필요성을 충족시키기 위하여, 이러한 기계적 및 미세구조적 특성을, 금속 제품 자체를 제조하는 동안 직접 측정하기 위한 몇 가지 방법이 개발되었고, 이러한 방법은, 구체적으로 강으로 제조된 경우, 금속 제품의 품질을 최적화하기 위한 필수적인 도구인 것으로 입증되었다.
금속 재료, 구체적으로 강의 기계적 및 미세구조적 특성의 측정을 수행하는 종래 기술의 최초의 해결책은 기계적 및 미세구조적 특성이 평가되는 것에 기초하여 정적 조건 하의 견인 시험을 받은 샘플의 도면을 제공한다.
최초로 공지된 이러한 해결책은 확실히 효과적이지만, 금속 재료로 제조된 제품의 전반에 걸쳐, 구체적으로 판금의 경우, 이의 전체 길이에서 금속 재료의 기계적 및 미세구조적 특성에 대한 실제 지식을 갖도록 하지는 않는다.
금속 제품을 형성하는 금속 재료의 기계적 및 미세구조적 특성에 대한 완전한 그림을 제공할 필요성은, 지난 몇 년 동안 이러한 특성의 평가를 제공할 수 있는 장치에 대한 거대한 요구를 유발하였다.
이러한 목적을 위하여, 구체적으로 라인에서, 즉 금속 재료의 제조 공정 동안, 금속 재료의 기계적 및 미세구조적 특성을 측정하기 위하여 현재 더욱 광범위하게 퍼져있는 방법은 금속 재료의 제조 동안 이러한 금속 재료의 자기 잔류성의 평가에 기초한다. 그러나, 이러한 방법은, 바로 이의 작동 원리에 의해, 강자성 특성을 갖는 재료에만 사용될 수 있다.
연속 어닐링 또는 아연도금 라인 또는 산세 라인 및 기타 연속 라인의 끝에서 스킨 패스 밀(Skin Pass Mill)을 사용하여 압연 강판(steel rolled sheet)에 관한 정보를 그 전체 길이에 걸쳐 수득하는 방법은 고토(Goto) 등의 이름[니폰 스틸 코포레이션(Nippon Steel Corporation)]으로 2012년 10월 23일자 등록결정된 미국 특허 제8,296,081호로부터 공지된다. 구체적으로, 압연 강판은 하중, 힘 및 신장 값이 연속적으로 검출되고, 이어서 압연 시트의 기계적 특성과 상관되는 스킨 패스 밀의 롤 시스템을 통과한다.
파우데에하 베트립스포슝스인스티투트 게엠베하(VDEH Betriebsforschungsinstitute GmbH)의 이름으로 2014년 4월 24일자 제DE 10 2012 020444호로 공개된 독일 특허 출원이 또한 공지되어 있고, 상기 독일 특허 출원은 종방향 힘 또는 인력(강판의 변위 방향에 대하여) 및 굽힘 모멘트를 강판에 적용하기 위한 인장 및 커빙 롤(curving roll)의 시스템을 사용하여 강판의 항복 강도를 측정하는 방법을 기술한다.
본 발명의 기술적 과제는 냉간 변형 공정에서 판금 또는 스트립의 형상으로 압연 금속 재료, 구체적으로 강의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법으로서, 공지된 방법을 여전히 제한하는 한계 및 결점을 극복하도록 하는 구조적 및 기능적 특징을 갖고, 구체적으로 견인 항복 강도 및 견인 파괴 강도에 관한 압연 금속 재료의 기계적 및 미세구조적 특성을 평가할 수 있는 방법을 제공하는 것이고, 이러한 방법은 모든 강자성 및 비-강자성 금속 재료, 구체적으로 오스테나이트계 및 페라이트계 스테인리스 강, 탄소 강, 알루미늄 합금, 구리 합금, 황동 등에 적용하기에 적절하고, 생산 공정 동안 필요한 측정을 연속적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 기초가 되는 해결책 아이디어는 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력의 적절한 조합을, 금속 재료, 더욱 구체적으로 강 또는 금속 합금의 연속 처리 라인에 사용가능한 장치를 통해, 재료 자체에 의해 수행되는 신장의 후속 측정에 의해 처리되는 금속 재료의 섹션에 적용하는 것이고, 상기 측정은 저 변형 속도(즉, 실험실 정적 조건에 해당하는 1 x 10-4 내지 10 x 10-4 s-1의 범위) 및 고 변형 속도(즉, 실제 생산 공정의 동적 조건에 해당하는 0.1 내지 10 s-1의 범위) 둘 다에서 연속적으로 수행되고, 이어서 재료, 구체적으로, 강의 기계적 및 미세구조적 특성을 평가하기 위하여 서로 적절하게 상관된다.
이러한 해결책 아이디어에 기초하여, 상기 기술적 과제는 청구범위 제1항에 따른 방법 및 청구범위 제11항에 따른 장치에 의해 해결된다.
본 발명에 따른 방법 및 평가 장치의 특징 및 이점은, 첨부된 도면을 참조하여, 비제한적인 예에 의해 제공된 양태에 대한 하기 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은, 본 발명에 따른 압연 금속 재료의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법을 구현하기에 적합한, 상기 압연 금속 재료의 평가 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는, 도 1의 평가 장치의 압연 롤 및 추가 인장 롤의 시스템을 포함하는 스킨 패스의 형상인, 변형력을 압연 금속 재료에 적용하는 수단을 개략적으로 도시한다.
도 3은, 도 1의 장치의 인장 플래트너(tensive flattener)의 형상인, 변형력을 압연 금속 재료에 적용하는 수단의 대안적인 양태를 개략적으로 도시한다.
도 4는 고 변형 속도 및 저 변형 속도에서 도 1의 평가 장치에 의해 계산된 값 사이의 상관 관계의 도표를 도시한다.
상기 도면, 더욱 구체적으로 도 1을 참조하면, 금속 재료, 구체적으로 강 또는 금속 합금으로 제조된 판금 또는 스트립과 같은 압연 금속 재료(L)의 평가 장치는 전체적으로 (1)로 표시된다. 비제한적인 예로서, 평가 장치(1)는 탄소 강의 연속 생산 라인에 사용가능하고, 이하에서 비제한적인 예로서 구체적인 구현예를 참조할 것이다.
구체적으로, 하기 설명에서 명백한 바와 같이, 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력의 조합을 받은 금속 재료의 변형의 측정으로 인해, 평가 장치(1)는 압연 시트(L)를 형성하는 금속 재료의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법이 구현되도록 하고, 상기 평가 장치(1)를 상기 금속 재료, 구체적으로 강의 연속적인 산업 생산 공정, 예컨대 연속 아연도금, 어닐링, 스킨 패스 압연 라인 등에 삽입할 수 있다.
더욱 구체적으로, 비-강자성 금속 재료에 대해서도 측정을 수행할 수 있으므로, 평가 장치(1)가 현재 이용가능한 기기의 한계를 극복할 수 있는 방법이 제시될 것이다. 또한, 평가 장치(1)는, 제안된 방법을 구현함으로써, 저 변형 속도 및 고 변형 속도에서 수행되는 측정을 상관시킬 수 있고, 이때 저 변형 속도는 1 x 10-4 내지 10 x 10-4 s-1의 범위이고 실험실 정적 조건에 해당하고, 고 변형 속도는 0.1 내지 10 s-1의 범위이고 냉간 변형 공정의 동적 조건에 해당한다.
금속 재료의 평가 장치의 일부의 개략도를 나타내는 도면이 실제 크기로 도시되지는 않지만, 대신에 본 발명의 중요한 특징을 강조하기 위하여 도시됨을 유의한다.
또한, 도면에서, 상이한 품목이 개략적으로 표현되고, 이의 형상은 원하는 적용례에 따라 변할 수 있다.
더욱 일반적인 형태에서, 본 발명은, 냉간 변형 공정에서, 동적 조건에 해당하는 0.1 내지 10 s-1의 범위의 속도(v1)를 의미하는 고 변형 속도 및 실험실 정적 조건에 해당하는 1 x 10-4 내지 10 x 10-4 s-1의 범위의 속도(v2)를 의미하는 저 변형 속도로 적용되는 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력의 조합을 받은 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법에 관한 것이다.
상기 방법은, 구체적으로 압연 시트(L)의 온도(T), 하나의 변형(ε) 및 하나의 변형 속도(
Figure pct00001
) 중 하나 이상의 값을 포함하는, 동적 조건 하의 냉간 변형 공정의 특징 파라미터를 측정하는 단계를 포함한다.
적절하게는, 본 발명에 따라, 상기 방법은, 하기 식에 따라, 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYD)를 계산하는 단계를 추가로 포함한다:
Figure pct00002
상기 식에서,
σc는 압축력(Fc)이 압연 시트(L)에 적용될 때 압연 시트(L)의 압축 강도이고;
σt는 견인력(Tin 및 Tout)이 압연 시트(L)에 적용될 때 압연 시트(L)의 견인 강도이고;
σbend는 굽힘 모멘트가 압연 시트(L)에 적용될 때 압연 시트(L)의 굽힘 강도이고;
m, n 및 p는 각각 제1, 제2 및 제3 파라미터들로서, 이들은, 냉간 변형 공정의 연속적으로 측정된 작동 조건의 함수이고, 화학적 조성에 관한 압연 시트(L)의 함수이고, 열간 변형 개시 및 종료 온도, 권선 온도 및 결정 입도에 관한 열간 변형 공정의 선행 작동 조건의 함수이다.
유리하게는, 상기 방법은 또한, 하기식에 따라, 저 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYS)를 계산하는 단계를 포함한다:
Figure pct00003
상기 식에서,
σYD는 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도이고;
f는 저 변형 속도 및 고 변형 속도에서 측정된 데이터 사이의 통계적 최적화 인자이고;
α는 압연 시트(L)의 화학적 조성의 함수이고, 상기 압연 시트(L)의 열간 변형 공정의 작동 조건의 함수인, 압연 시트(L)의 제1 특징 파라미터이고;
β는 하기 식에 따라 계산된 냉간 변형 공정의 함수인, 압연 시트(L)의 제2 특징 파라미터이다:
Figure pct00004
상기 식에서,
Figure pct00005
는 변형 속도이고;
Q는 실험실 시험을 통해 평가된, 상기 압연 시트(L)의 변형의 활성화 에너지이고;
R은 이상 기체의 볼츠만(Boltzmann) 상수이고;
T는 압연 시트(L)의 온도이다.
α 및 β는 물리적 파라미터임에 주목하여야 한다.
적절하게는, 통계적 최적화 인자(f)는 0.1 내지 1.5의 값을 갖고, 제1 특징 파라미터(α)는 0.05 내지 5의 값을 갖고, 제2 특징 파라미터(β)는 0.1 내지 200의 값을 갖는다.
유리하게는, 본 발명에 따라, 상기 방법은 또한,
- 하기 식에 따라, 압축력(Fc)이 압연 시트(L)에 적용될 때 압연 시트(L)의 압축 강도(σc)를 계산하는 단계:
Figure pct00006
상기 식에서,
Fc는 압연 시트(L)에 적용되는 상기 압축력이고;
W는 압연 시트(L)의 폭이고;
a는 압축력(Fc)의 적용 수단에 상응하는, 상기 압연 시트(L)에 의해 형성된 아크이다;
- 하기 식에 따라, 견인력(Tin 및 Tout)이 압연 시트(L)에 적용될 때 압연 시트(L)의 견인 강도(σt)를 계산하는 단계:
Figure pct00007
상기 식에서,
Tin 및 Tout는 압연 시트(L)에 대한 각각의 초기 및 최종 적용 위치(각각 in 및 out로 표시됨)에서의 견인력이다; 및
- 하기 식에 따라, 굽힘 모멘트가 압연 시트(L)에 적용될 때 압연 시트(L)의 굽힘 강도(σbend)를 계산하는 단계를 포함한다:
Figure pct00008
상기 식에서,
K는 0.1 내지 10의 값을 갖는, 압연 시트(L)의 두께(s) 및 마찰 계수(μ)의 함수인 파라미터이고;
△Pbend는 압연 시트(L)에 대한 각각의 초기 및 최종 적용 위치 사이에서 굽힘 모멘트의 적용 수단의 엔진의 동력의 변화로서, △Pbend = (Pout-Pin)이고;
W는 압연 시트(L)의 폭이고;
s는 상기 압연 시트(L)의 두께이고;
v는 변형 공정 동안 재료(L)의 속도이고;
△Tbend는 압연 시트(L)에 대한 각각의 초기 및 최종 적용 위치 사이에서 굽힘 모멘트의 적용 수단의 강도 변화로서, △Tbend = (Tout-Tin)이고;
Abend는 굽힘 모멘트에 의해 유발된 압연 시트(L)의 신장이다.
적절하게는, 본 발명에 따른 방법은, 하기 식에 따라 압연 금속 재료(L)의 견인 파괴 강도(σTS)를 계산하는 단계를 추가로 포함한다:
Figure pct00009
상기 식에서,
σYS는 저 변형 속도에서의 견인 항복 강도이고;
Γ는 0.5 내지 1의 값을 갖는 상관 인자(correlation factor)이다. Γ도 역시 물리적 파라미터이다.
본 발명은 최종적으로, 하기 식에 따라, 압연 시트(L)의 재결정화 분율(recrystallization fraction)(Xrex)을 계산하는 추가적 단계를 포함한다:
Figure pct00010
상기 식에서,
σFH는 정적 조건 하에 수득된, 냉간 변형 공정 후의 압연 시트(L)의 견인 파괴 강도이고;
σTS는 정적 조건 하의 견인 파괴 강도이고;
σRO는 실험실 시험을 통해 수득된, 완전히 재결정화된 미세구조(Xrex = 100%)를 갖는 압연 시트(L)의 견인 파괴 강도이다.
아래에서 설명되는 바와 같이, 제1, 제2 및 제3 파라미터(m, n 및 p)의 값은 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력을 압연 시트(L)에 적용하는 수단의 유형에 의존한다. 구체적으로, 아래에서 설명되는 바와 같이, 이러한 제1, 제2 및 제3 파라미터(m, n 및 p)는 압연 시트(L)에 적용되는 힘 및 후속 신장과 같은 공정 파라미터에 의존하고, 제1 파라미터 및 제3 파라미터(m 및 p)는 또한 재료의 이력에 의존한다.
실제로, 본 발명은 또한, 고 변형 속도 및 저 변형 속도 조건 하에 검출된 공정 파라미터와 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성의 상관 관계에 기인하여 상기 특성을 평가하는 방법을 구현할 수 있는 평가 장치(1)에 관한 것이다.
보다 일반적인 형태에서, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 평가 장치(1)는, 동적 조건에 해당하는 0.1 내지 10 s-1의 범위의 고 변형 속도로 변형 공정 동안 압연 시트(L)에 적용되는 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력의 제1 적용, 변조 및 측정 수단(10, 20); 및 상기 제1 적용, 변조 및 측정 수단(10, 20)에 연결된, 고 변형 속도로 변형력을 적용한 후의 압연 시트(L)의 변형의 제1 측정 수단(9)을 적어도 포함한다.
변형력의 상기 제1 적용, 변조 및 측정 수단(10, 20), 및 고 변형 속도로 변형력을 적용한 후의 압연 시트(L)의 변형의 상기 제1 측정 수단(9)은 본질적으로 평가 장치(1)의 공정 스테이션(1A)을 형성한다.
이러한 평가 장치(1)는 또한, 실험실 정적 조건에 해당하는 1 x 10-4 내지 10 x 10-4 s-1의 범위의 저 변형 속도로 변형 공정 동안 압연 시트(L)에 적용되는 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력의 제2 적용, 변조 및 측정 수단(10'); 및 제2 적용, 변조 및 측정 수단(10')에 연결된, 저 변형 속도로 변형력을 적용한 후의 압연 시트(L)의 변형의 제2 측정 수단(9')을 포함하다.
변형력의 상기 제2 적용, 변조 및 측정 수단(10'), 및 저 변형 속도로 변형력을 적용한 후의 압연 시트(L)의 변형의 상기 제2 측정 수단(9')은 본질적으로 평가 장치(1)의 실험실 스테이션(IB)을 형성한다.
적절하게는, 평가 장치(1)는 또한, 측정 수단(9, 9')에 연결되고 상기 기술된 방법을 구현하기에 적합한, 압연 시트(L)의 기계적 및 미세구조적 특성의 계산 수단(16); 및 고 변형 속도 및 저 변형 속도에서 측정된 데이터의 상관 수단(25)을 포함한다.
더욱 구체적으로, 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력의 적용, 변조 및 측정 수단은, 원하는 변형, 구체적으로 압연 금속 재료(L)의 제어된 신장을 수득하기 위하여, 100 내지 5,000 kN의 압축력(Fc) 및 0.1 내지 200 kN의 견인력(Ft)을 적용하도록 작동한다.
적절하게는, 압연 금속 재료(L)의 신장은 0.02 내지 30%, 바람직하게는 0.02 내지 5%가 되도록 제어된다.
도 2에 개략적으로 도시된 양태에 따라, 변형력은 스킨 패스(10)에 의한 냉간 압연 공정을 통해 수행되는 변형 공정을 통해 압연 시트(L)에 적용된다. 스킨 패스(10)는 적절한 압축력(Fc)을 압연 금속 재료(L)에 적용하기에 적합한 압연 롤, 및 추가 인장 롤의 입력 및 출력 위치에 상응하는 적절한 견인력(Tin, Tout)을 상기 압연 시트(L)에 적용하기에 적합한 상기 추가 인장 롤의 시스템을 적어도 본질적으로 포함하는 시스템이다.
더욱 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 스킨 패스(10)는 기계적 및 미세구조적 특성이 측정되는 압연 시트(L)가 통과하는 적어도 하나의 인장 롤러 블록(10A)을 포함하고, 인장 롤러 블록(10A)은 압연 시트(L)(바람직하게는, 강 HSS, 또는 크롬 함량이 높은 강과 같은 고-저항 재료로 이루어짐)를 수용하기에 적합하고 압연 시트(L)와 직접 접촉하는 한 쌍의 작업 롤(11A, 11B), 및 반대의 압축력(Fc)이 적용되고 작업 롤(11A, 11B) 및 인장 롤러 블록(10A) 전체에 더 높은 강성도를 제공하기에 적합한 한 쌍의 지지 롤(12A, 12B)을 적어도 포함한다. 더욱 구체적으로, 적어도 하나의 지지 롤(12A, 12B) 또는 숄더(shoulder)는 각각의 작업 롤(11A, 11B) 상에 놓이고, 전형적으로 가압하는 상응하는 작업 롤(11A, 110B)보다 큰 직경을 갖는다.
각각의 작업 롤(11A, 110B)은 테이블로 지칭되는 개별적인 중앙 부분{이의 표면은 특히 단단하게 제조되고, 구체적으로 적절한 열 처리를 통해 30 내지 80 HRC[경도 로크웰 콘(Hardness Rockwell Cone)]의 범위의 경도를 가짐}, 및 작업 롤(11A, 11B)을 회전시키기에 적합하고, 구체적으로 높은 힘[예컨대, 구체적으로, 강의 압연 시트 생산에 관여하는 힘, 즉 100 내지 5,000 kN의 범위의 압축력(Fc) 및 0.1 내지 200 kN의 범위의 견인력(Ft)]을 지지할 수 있는, 베어링이 적절하게 장착된 개별적인 단부를 추가로 포함한다.
실제로, 100 내지 5,000 kN의 압축력(Fc) 및 0.1 내지 200 kN의 견인력(Ft)의 적용은 압연 금속 재료(L)의 변형, 구체적으로 0.02 내지 30%, 바람직하게는 0.02 내지 5%의 압연 시트의 신장이 수득되도록 함이 증명될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인장 롤러 블록(10A)은 스킨 패스(10)의 프레임(2)에 삽입되고 적어도 하나의 유압 롤(3) 또는 HGC[유압 게이지 제어부(Hydraulic Gauge Control)] 및 적절한 조정 볼트(4)(단지 하나만 도 2에 도시됨)에 연결되고, 인장 롤러 블록(10A)의 작업 롤(11A 및 11B) 사이의 거리[통상적으로 롤 갭(roll gap)으로 표시됨]는 인장 롤러 블록(10A)의 양쪽 면에 위치하고, 지지 롤(12A, 12B) 및 작업 롤(11A, 110B)이 수용되고 적절한 연결 힌지(6)가 장착된 카터(5)에 연결되는 조정 볼트(4)를 통해 초기 단계에서 기계적으로 고정된다.
단지 이하에서, 구체적으로, 작업 롤(11A, 11B)의 위치를 조정하기 위한 서보 밸브를 제어 유닛(7)를 통해 제어할 수 있는 위치 센서에 의해 압연 시트(L)에 원하는 압축력(Fc)을 가하기 위하여, 유압 롤(3)은 인장 롤러 블록(10A)의 상기 작업 롤(11A, 11B)을 정확하게 위치시키기 위하여 사용된다.
즉, 유압 롤(3), 조정 볼트(4), 제어 유닛(7), 및 적절한 위치 센서 및 서보 밸브는 스킨 패스(10)의 압연 시트(L)에 적용되는 압축력(Fc)의 적용 및 변조 수단을 형성한다.
또한, 스킨 패스(10)는, 압축력(Fc)을 측정할 수 있고 제어 유닛(7)에 적절하게 연결되어 이러한 압축력(Fc)의 측정 수단을 형성하기 위한 적어도 하나의 로드 셀(8)을 포함한다.
적절하게는, 스킨 패스(10)는, 예를 들어 적절한 견인력(Tin, Tout)을 이중 굴레 시스템을 통해 압연 금속 재료(L)에 적용할 수 있는 인장 롤러 그룹(15)의 형상인, 적절한 견인력을 압연 금속 재료(L)에 적용하기에 적합한 추가 인장 롤의 시스템을 추가로 포함한다.
적절하게는, 인장 롤러 그룹(15)은 압연 시트(L)에 적용되는 견인력(Ft)을 0.1 내지 200 kN의 범위에서 변화시킬 수 있는 조정 수단(도시되지 않음)을 포함하고; 상기 견인력(Ft)에 대해 선택되는 값은 구체적으로 압연 시트(L)의 포맷, 더욱 구체적으로 이의 섹션에 의존한다. 따라서, 인장 롤러 그룹(15)의 상기 조정 수단은 평가 장치(1)의 압연 시트(L)에 적용되는 견인력(Ft)의 변조 수단을 형성한다.
압연 시트(L)에 적용되는 견인력(Ft) 및 압축력(Fc)의 전체 효과가 압연 시트(L) 자체의 신장(전형적으로, 0.02 내지 30%, 바람직하게는 0.02 내지 5%의 값)을 유발함을 확인할 수 있다.
평가 장치(1)는 측정 수단(9)에 연결되고 압연 시트(L)의 기계적 및 미세구조적 특성[출력(OUT)으로 제공됨]을 평가할 수 있는 계산 수단(16)을 추가로 포함하여, 상기 기술된 방법을 구현한다.
측정 수단(9)에 의해 수득된 값은 계산 수단(16)에 제공되고, 이때 압연 시트(L)에 적용되는 압축력(Fc) 및 견인력(Ft)의 값은 로드 셀(8)에 의해 수득된 바와 같이 전송된다.
적절한 압축력(Fc)을 압연 금속 재료(L)에 적용하기에 적합한 압연 롤, 및 추가 인장 롤의 입력 및 출력 위치에 상승하는 적절한 견인력(Tin, Tout)을 상기 재료에 적용하기에 적합한 추가 인장 롤의 시스템을 포함하는 스킨 패스(10)를 사용함으로써, 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYD)를 계산하기 위한 제1 파라미터(m)가 하기 식과 같음을 확인할 수 있다:
Figure pct00011
상기 식에서,
a는 스킨 패스(10)의 압연 롤에 상응하는, 압연 시트(L)에 의해 형성된 아크이고;
δ는 압연 시트(L)의 특징, 특히 압연 시트(L)의 열간 변형 공정의 화학적 조성 및 작동 조건에 의존하는 제1 파라미터이고;
Figure pct00012
는 스킨 패스(10)에 의한 압연 공정 동안 압연 시트(L)의 변형 속도이고;
Askp는 스킨 패스(10)의 공정 조건에 상응하는. 압연 시트(L)의 신장이고;
μ는 스킨 패스(10)의 압연 롤에 상응하는 마찰 계수이고;
μ 및 δ는 물리적 파라미터이다.
또한, 스킨 패스(10)의 경우에 항상, 제2 파라미터는
Figure pct00013
와 같고, 제3 파라미터(p)는 영이다(p = 0).
즉, 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYD)는, 스킨 패스(10)를 사용하는 경우에, 하기 식에 의해 계산된다:
Figure pct00014
적절하게는, 스킨 패스(10)의 압연 롤과 압연 금속 재료(L) 사이의 접촉 아크(a)는 하기 식에 따라 계산된다:
Figure pct00015
상기 식에서,
R은 스킨 패스(10)의 압연 롤의 굽힘 반경이고;
Askp는 스킨 패스(10)에 상응하는. 압연 시트(L)의 신장이고;
Fc는 스킨 패스(10)에 의해 적용되는 압축력이고;
C는 10,000 내지 200,000의 값을 갖는, 스킨 패스(10)의 압연 롤의 표면 경도에 의존하는 파라미터이고, C는 물리적 파라미터이다.
또한, 제1 파라미터(δ)는 0.5 내지 1.5의 값을 갖고, 마찰 계수(μ)는 0.001 내지 0.5의 값을 갖는다.
도 3에 개략적으로 도시된 대안적인 양태에 따라, 굽힘 모멘트를 압연 시트(L)에 적용할 수 있는 굽힘 롤, 및 엔진의 동력의 변화(Pin, Pout)와 함께, 입력 및 출력 위치에 상응하는 견인력(Tin, Tout)을 적용할 수 있는 동력 엔진과 결합된 인장 롤이 본질적으로 장착된 인장 플래트너에 의한 냉간 변형 공정을 통해 변형력은 압연 시트(L)에 적용된다.
더욱 구체적으로, 인장 플래트너(20)는 적절한 견인력 및 압축력을 압연 시트(L)에 적용하기에 적합한 적어도 하나의 조합된 롤 시스템(구체적으로, 고-저항 강으로 제조됨)을 포함한다. 더욱 구체적으로, 압연 시트(L)의 변형은, 인장 롤러 (17)를 통해 수득된 압연 시트(L)의 변위 방향(Dir)에 대한 종방향 힘 또는 인력(T)의 공동 작용, 및 일련의 커빙 롤(18)에 의해 발생된 굽힘 모멘트(Mfl)에 의해 제공된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 바람직한 양태에서, 인장 플래트너(20)는, 변위 방향(Dir)에 대한 커빙 롤(18)의 상류 및 하류에 각각 위치된 제1 및 제2 인장 롤러(17A, 17B)를 적어도 포함한다.
또한, 인장 플래트너(20)는 서로 캐스케이드-연결된 복수의 커빙 롤 그룹(181, 182 및 18n으로 표시됨)을 포함한다.
적절하게는, 인장 플래트너(20)는 인장 롤러(17)에 의해 발생된 견인 또는 인력 성분(Tin, Tout), 및 커빙 롤(18)을 통과할 때 압연 시트(L)에 부과된 굽힘에 의해 발생된 굽힘 모멘트(Mfl)(이들의 간섭은 압연 시트 자체의 제어된 굽힘을 발생시킴)를 포함하는 변형력을 압연 시트(L)에 적용한다.
압연 금속 재료(L)가 겪는 전체 변형은 전형적으로 10%보다 적고, 상기 변형은 압연 시트(L)의 변형의 측정 수단, 예컨대 상기 표시된 측정 수단(9)을 통해 측정된다.
압연 금속 재료(L)에 굽힘 모멘트를 적용할 수 있는 굽힘 롤, 및 견인력(Tin, Tout)을 적용할 수 있는, 동력 엔진과 결합된 인장 롤을 포함하는 인장 플래트너(20)를 사용함으로써, 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYD)의 계산을 위한 제1 및 제2 파라미터(m 및 n)가 영(m = 0, n = 0)인 반면, 제3 파라미터(p)가 하기 식과 같음을 확인할 수 있다:
Figure pct00016
상기 식에서,
τ는 압연 시트(L)의 열간 변형 공정의 화학적 조성 및 작동 조건의 함수인, 압연 시트(L)의 제3 특징 파라미터이고, τ는 0.1 내지 10의 값을 갖는 물리적 파라미터이고;
ρeq는 인장 플래트너(20)에 상응하는. 압연 시트(L)의 등가 굽힘 반경이고;
Asp는 인장 플래트너(20)에 상응하는. 압연 시트(L)의 신장이다.
이에 따라, 인장 플래트너(20)를 사용하는 경우에, 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYD)는 하기 식에 의해 계산된다:
Figure pct00017
또한, 인장 플래트너(20)와 조합으로 스킨 패스(10)를 사용하여 압축력, 견인력 및 굽힘-모멘트를 압연 시트(L)에 적용하는 것이 또한 가능하고, 이러한 경우에, 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYD)의 계산을 위한 식의 파라미터는 다음과 같다:
Figure pct00018
Figure pct00019
및
Figure pct00020
실험실 스테이션(1B)에 해당하는 저 변형 속도에서, 압연 시트에 대한 변형력의 적용, 변조 및 측정 수단(10') 및 측정 수단(9')은 견인 기계에 의해 제조된다.
본 발명자는, 예를 들어 AHSS, 인터스티셜 프리(interstitial free), 스테인리스 강, 알루미늄 합금 등과 같은 각각의 부류의 관심 금속 재료에 대해 제안된 평가 방법의 확인을 수행하였고, 상기 기술된 방법에 의해 계산된 값과 실험 데이터가 1% 미만만큼 상이함을 확인할 수 있었다.
제안된 방법 및 장치의 검증, 및 구체적으로 새로이 선택되는 물리적 파라미터의 평가를 위하여, 긴 일련의 견인 시험, 화학 분석 및 미세구조 검사를 통해 장기 실험 활동이 수행되었고, 관련된 수치 분석을 수행하여 저 변형 속도에서 수득된 데이터를 고 변형 속도에서 수득된 데이터와 정확히 비교하고 상관시킬 수 있었고, 이에 따라 본 발명을 통해 재료의 실제 기계적 및 미세구조적 특성을 평가하였다.
이러한 확인 결과는 하기 실시예에서 언급된다.
실시예 1
강 등급 S320GD(EN10346)의 스트립에 대한 연속 아연도금 라인에서 상기 제안된 방법에 따라 측정을 수행하였다.
하기 작동 조건을 특징으로 하는 스킨 패스를 통해 기계적 특징의 측정을 연속적으로 수행하였다:
Figure pct00021
본 실시예의 재료에 관한 파라미터는 하기 표에서 대신 언급된다:
Figure pct00022
α, β, μ, C, Γ 및 δ는 물리적 파라미터이다.
기계적 특징(항복, 파괴 저항) 및 재결정화 분율의 계산은 하기 단계를 통해 수행된다.
고 변형 속도에서의 항복 강도(σYD)는 하기 일반식에 따라 계산된다:
Figure pct00023
스킨 패스의 경우에, p = 0이고,
Figure pct00024
이며, m은 하기 식에 의해 계산된다:
Figure pct00025
.
이에 따라, 고 변형 속도 조건 하의 본 실시예의 재료의 항복 강도는 다음과 같다:
Figure pct00026
.
견인 시험을 통해 평가된 금속 재료의 기계적 특징은 거의 정적 상태에서, 즉 저 변형 속도(10-3 내지 l0-4 s-1의 범위)에서 측정된다.
매우 광범위한 일련의 실험실 시험의 수행으로부터, 저 변형 속도와 고 변형 속도에서의 항복 강도 사이에 아래와 같은 유형의 경험적 관계가 확립되었다:
Figure pct00027
.
상기 언급된 파라미터에 기초하여, 관련된 재료(S320GD)의 항복 값이 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure pct00028
.
실험실 견인 시험을 통해 수득된 실험 값에 기초하여 본 특허 출원에 제공된 장치를 통해 계산된 값이 도 4의 다이어그램에 표시되어 있다. 나타나 있는 바와 같이, 제안된 방법에 따라 계산된 값이 실험 값에 대한 매우 제한된 분산(< ±1%)을 가지므로, 일치성은 우수하다.
재료의 파괴 강도(σTS)는 하기 식에 의해 평가된다:
Figure pct00029
.
본 실시예에서, 계산된 파괴 강도 값은 σTS = 574 MPa이다.
재결정화 분율의 계산은 하기 실험식에 의해 수행된다:
Figure pct00030
상기 식에서,
σFH는 냉간 압연 후의 재료의 견인 파괴 강도이고;
σTS는 선행 단계에서 연속적으로 계산된 견인 파괴 강도이고;
σRO는 완전한 재결정화 조건(Xrex = 100%) 하의 재료의 견인 파괴 강도이다.
강 등급 S320GD의 경우에, 상기 파라미터 σFH 및 σRO는 실험실 시험을 통해 평가한 결과 650 MPa 및 360 MPa인 것으로 나타났고, 이에 따라, 본 실시예에서, Xrex = 100%인 것으로 나타난다.
실시예 2
강 등급 HX420LAD(EN10346)의 스트립에 대한 연속 아연도금 라인에서 상기 제안된 방법에 따라 측정을 수행하였다.
하기 작동 조건을 특징으로 하는 인장 플래트너에 의해 기계적 특성의 측정을 연속적으로 수행하였다:
Figure pct00031
본 실시예의 재료에 관한 파라미터는 하기 표에서 대신 언급된다:
Figure pct00032
α, β, μ, C, Γ 및 τ는 물리적 파라미터이다.
기계적 특징(항복, 파괴 저항) 및 재결정화 분율의 계산은 하기 단계들을 통해 수행된다.
고 변형 속도에서의 항복 강도(σYD)는 하기 일반식에 따라 계산된다:
Figure pct00033
인장 플래트너를 사용하는 경우에, m은 0이고, n은 0이고, 이에 따라
Figure pct00034
이며, 파라미터 p는 하기 식에 의해 계산된다:
Figure pct00035
τ는 화학적 조성 및 열간 압연 공정과 관련된 또 다른 파라미터이다.
이에 따라, 스트립의 굽힘 강도는 하기 식에 의해 계산된다:
Figure pct00036
.
공정 및 재료 파라미터의 값을 도입함으로써,
Figure pct00037
가 얻어진다.
이에 따라, 동적 견인 항복 강도는 다음과 같이 된다:
Figure pct00038
.
본 실시예의 경우에, σYD = 540 MPa이다.
견인 시험을 통해 평가된 금속 재료의 기계적 특징은 거의 정적 상태에서, 즉 저 변형 속도(10-3 내지 10-4 s-1의 범위)에서 측정된다.
매우 광범위한 일련의 실험실 시험의 수행으로부터, 저 변형 속도와 고 변형 속도에서의 항복 강도 사이에 아래와 같은 유형의 경험적 관계가 확립되었다:
Figure pct00039
상기 언급된 파라미터에 기초하여, 관련된 재료(HX420LAD)의 항복 값은 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure pct00040
.
재료 파괴 강도는 하기 식에 의해 평가된다:
Figure pct00041
.
본 실시예에서, 계산된 파괴 강도 값은 σTS = 584 MPa이다.
재결정화 분율의 계산은 하기 실험식에 의해 수행된다:
Figure pct00042
여기서, σFH는 냉간 압연 후의 재료의 견인 파괴 강도이고, σTS는 선행 단계에서 연속적으로 계산된 견인 파괴 강도이이며, σRO는 완전한 재결정 조건(Xrex = 100%) 하의 재료의 견인 파괴 강도이다. 강 등급 HX420LAD의 경우에, Xrex는 100%로 나타난다.
결론적으로, 본 발명에 따른 평가 장치는 강 또는 금속 합금으로 제조된 압연 금속 재료의 기계적 및 미세구조적 특성을 평가하는 방법이 구현되어, 합금 및 비-합금 강 및 일반적으로 금속 합금의 연속 처리 라인에서 사용가능하게 한다.
더욱 구체적으로, 이러한 방법은 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력의 적절한 조합의 압연 시트로의 적용, 및 구체적으로 저 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYS), 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYD) 및 견인 파괴 강도(σTS)에 관한 압연 시트 자체의 기계적 및 미세구조적 특성을 계산하기 위한, 저 변형 속도(실험실 정적 조건에 해당하는 1 x 10-4 내지 10 x 10-4 s-1) 및 고 변형 속도(동적 공정 조건에 해당하는 0.1 내지 10 s- 1)에서의 후속 측정을 제공한다.
상기 방법 및 평가 장치가 모든 강자성 및 비-강자성 금속 재료, 구체적으로 오스테나이트계 및 페라이트계 스테인리스 강, 탄소 강, 알루미늄 합금, 구리 합금 등에 사용가능한 것이 강조된다.
또한, 유리하게는, 본 발명에 따라, 제안된 방법은 또한, 예를 들어 고온 어닐링 공정 후에, 냉간-변형된 압연 시트의 재결정화율이 평가되는 것을 가능하게 한다.
명백하게는, 우발적인 요건 및 특정 요건을 충족시키기 위하여, 당해 분야의 숙련자는 상기 기술된 평가 장치 및 방법에 대한 여러 가지 변형 및 대안을 제공할 수 있을 것이고, 이들 모두는 하기 청구범위에 의해 한정된 본 발명의 보호범위에 포함된다.

Claims (13)

  1. 냉간 변형 공정에서, 실험실 정적 조건에 해당하는 1 x 10-4 내지 10 x 10-4 s-1의 범위의 저 변형 속도 및 동적 조건에 해당하는 0.1 내지 10 s-1의 범위의 고 변형 속도로 적용되는 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력의 조합을 받은 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법으로서,
    상기 압연 시트(L)의 온도(T), 변형(ε) 및 변형 속도(
    Figure pct00043
    ) 중 하나 이상의 값을 포함하는, 동적 조건 하의 상기 냉간 변형 공정의 특징 파라미터를 측정하는 단계를 포함하고,
    아래의 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법:
    - 하기 식에 따라, 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYD)를 계산하는 단계:
    Figure pct00044

    여기서,
    σc는 압축력(Fc)이 상기 압연 시트(L)에 적용될 때 상기 압연 시트(L)의 압축 강도이고;
    σt는 견인력(Tin, Tout)이 상기 압연 시트(L)에 적용될 때 상기 압연 시트(L)의 견인 강도이고;
    σbend는 굽힘 모멘트가 상기 압연 시트(L)에 적용될 때 상기 압연 시트(L)의 굽힘 강도이고;
    m, n 및 p는 각각 제1, 제2 및 제3 파라미터들로서, 이들은, 냉간 변형 공정의 연속적으로 측정된 작동 조건의 함수이고, 화학적 조성에 관한 압연 시트(L)의 함수이고, 열간 변형 개시 및 종료 온도, 권선 온도 및 결정 입도에 관한 열간 변형 공정의 선행 작동 조건의 함수임; 및
    - 하기 식에 따라, 저 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYS)를 계산하는 단계:
    Figure pct00045

    여기서,
    σYD는 상기 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도이고;
    f는 저 변형 속도 및 고 변형 속도에서 측정된 데이터 사이의 통계적 최적화 인자이고;
    α는 상기 압연 시트(L)의 화학적 조성의 함수이고, 상기 압연 시트(L)의 열간 변형 공정의 작동 조건의 함수인, 상기 압연 시트(L)의 제1 특징 파라미터이고;
    β는 하기 식에 따라 계산된 상기 냉간 변형 공정의 함수인, 상기 압연 시트(L)의 제2 특징 파라미터임:
    Figure pct00046

    여기서,
    Figure pct00047
    는 상기 변형 속도이고;
    Q는 실험실 시험을 통해 평가된 상기 압연 시트(L)의 상기 변형의 활성화 에너지이고;
    R은 이상 기체의 볼츠만 상수이고;
    T는 상기 압연 시트(L)의 상기 온도임.
  2. 제1항에 있어서,
    아래의 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법:
    - 하기 식에 따라, 압축력(Fc)이 상기 압연 시트(L)에 적용될 때 상기 압연 시트(L)의 상기 압축 강도(σc)를 계산하는 단계:
    Figure pct00048

    여기서,
    Fc는 상기 압연 시트(L)에 적용되는 상기 압축력이고;
    W는 상기 압연 시트(L)의 폭이고;
    a는 상기 압축력(Fc)의 적용 수단에 상응하는, 상기 압연 시트(L)에 의해 형성된 아크임;
    - 하기 식에 따라, 견인력(Tin, Tout)이 상기 압연 시트(L)에 적용될 때 상기 압연 시트(L)의 상기 견인 강도(σt)를 계산하는 단계:
    Figure pct00049

    여기서, Tin 및 Tout는 상기 압연 시트(L)에 대한 각각의 초기 및 최종 적용 위치(in, out)에서의 상기 견인력임; 및
    - 하기 식에 따라, 굽힘 모멘트가 상기 압연 시트(L)에 적용될 때 상기 압연 시트(L)의 상기 굽힘 강도(σbend)를 계산하는 단계:
    Figure pct00050

    여기서,
    K는 상기 압연 시트(L)의 두께(s) 및 마찰 계수(μ)의 함수인 파라미터이고;
    △Pbend는 상기 압연 시트(L)에 대한 각각의 초기 및 최종 적용 위치(in, out) 사이에서 상기 굽힘 모멘트의 적용 수단의 엔진의 동력의 변화이고, △Pbend = (Pout-Pin)이고;
    W는 상기 압연 시트(L)의 상기 폭이고;
    s는 상기 압연 시트(L)의 상기 두께이고;
    v는 상기 변형 공정 동안 상기 압연 시트(L)의 속도이고;
    △Tbend는 상기 압연 시트(L)에 대한 각각의 초기 및 최종 적용 위치(in, out) 사이에서 상기 굽힘 모멘트의 상기 적용 수단의 강도의 변화이고, △Tbend = (Tout-Tin)이며;
    Abend는 상기 굽힘 모멘트에 의해 유발된 상기 압연 시트(L)의 신장임.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변형력이, 적절한 압축력(Fc)을 상기 압연 시트(L)에 적용하기에 적합한 압연 롤, 및 추가 인장 롤의 입력 및 출력 위치(in, out)에 상응하는 적절한 견인력(Tin, Tout)을 상기 압연 시트(L)에 적용하기에 적합한 상기 추가 인장 롤의 시스템을 포함하는 스킨 패스에 의한 냉간 압연 공정을 통해 수행되는 변형 공정을 통해 상기 압연 시트(L)에 적용되고,
    상기 제1, 제2 및 제3파라미터(m, n, p)가 다음과 같으며:
    Figure pct00051

    [여기서,
    a는 상기 스킨 패스의 상기 압연 롤에 상응하는, 상기 압연 시트(L)에 의해 형성된 상기 아크이고;
    δ는 상기 압연 시트(L)의 특징, 특히 상기 압연 시트(L)의 열간 변형 공정의 화학적 조성 및 작동 조건에 의존하는 제1 파라미터이고;
    Figure pct00052
    는 상기 스킨 패스에 의한 상기 압연 공정 동안 상기 압연 시트(L)의 상기 변형 속도이고;
    Askp는 상기 스킨 패스의 공정 조건에 상응하는. 상기 압연 시트(L)의 신장이고;
    μ는 상기 스킨 패스의 상기 압연 롤에 상응하는 상기 마찰 계수임],
    Figure pct00053
    , 및
    Figure pct00054

    이에 따라, 상기 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYD)가 하기 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법:
    Figure pct00055
    .
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접촉 아크(a)가 하기 식에 따라 계산되는, 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법:
    Figure pct00056

    여기서,
    R은 상기 스킨 패스의 상기 압연 롤의 굽힘 반경이고;
    Askp는 상기 스킨 패스에 상응하는. 상기 압연 시트(L)의 상기 신장이고;
    Fc는 상기 스킨 패스에 의해 적용되는 상기 압축력이고;
    C는 10,000 내지 200,000의 값을 갖는, 상기 스킨 패스의 상기 압연 롤의 표면 경도에 의존하는 파라미터임.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 변형력이, 상기 굽힘 모멘트를 상기 압연 시트(L)에 적용할 수 있는 굽힘 롤, 및 인장 롤을 통한 입력 및 출력 위치(in, out)와 동력 엔진의 동력의 변화(Pin, Pout)에 상응하는 상기 견인력(Tin, Tout)을 적용할 수 있는 상기 동력 엔진과 결합된 상기 인장 롤이 장착된 인장 플래트너에 의한 냉간 변형 공정을 통해 상기 압연 시트(L)에 적용되고,
    상기 제1, 제2 및 제3 파라미터(m, n, p)가 다음과 같으며:
    m = 0,
    n = 0, 및
    Figure pct00057

    [여기서,
    τ는 상기 압연 시트(L)의 열간 변형 공정의 화학적 조성 및 작동 조건의 함수인, 상기 압연 시트(L)의 제3 특징 파라미터이고;
    ρeq는 상기 인장 플래트너에 상응하는. 상기 압연 시트(L)의 등가 굽힘 반경이고;
    Asp는 상기 인장 플래트너에 상응하는. 상기 압연 시트(L)의 신장임]
    이에 따라, 상기 고 변형 속도에서의 견인 항복 강도(σYD)가 하기 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법:
    Figure pct00058
  6. 제3항 및 제5항에 있어서,
    상기 변형력이, 인장 플래트너와 조합되는 스킨 패스에 의한 냉간 변형 공정을 통해 상기 압연 시트(L)에 적용되고, 상기 제1, 제2 및 제3 파라미터(m, n, p)가 다음과 같은 것을 특징으로 하는, 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법:
    Figure pct00059

    Figure pct00060
    , 및
    Figure pct00061
    .
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 식에 따라, 상기 압연 시트(L)의 견인 파괴 강도(σTS)를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법:
    Figure pct00062

    여기서,
    σYS는 상기 저 변형 속도에서의 견인 항복 강도이고,
    Γ는 0.5 내지 1의 값을 갖는 상관 인자임.
  8. 제7항에 있어서,
    하기 식에 따라, 상기 압연 시트(L)의 재결정화 분율(Xrex)을 계산하는 추가 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법:
    Figure pct00063

    여기서,
    σFH는 정적 조건 하에 수득된, 냉간 변형 공정 후의 상기 압연 시트(L)의 견인 파괴 강도이고,
    σTS는 정적 조건 하의 상기 견인 파괴 강도이며,
    σRO는 실험실 시험을 통해 얻어진, 완전히 재결정화된 미세구조(Xrex = 100%)를 갖는 상기 압연 시트(L)의 견인 파괴 강도임.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 통계적 최적화 인자(f)가 0.1 내지 1.5의 값을 갖고, 상기 제1 특징 파라미터(α)가 0.05 내지 5의 값을 갖고, 상기 제2 특징 파라미터(β)가 0.1 내지 200의 값을 갖는 것을 특징으로 하는, 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제1 파라미터(δ)가 0.5 내지 1.5의 값을 갖고, 상기 마찰 계수(μ)가 0.001 내지 0.5의 값을 갖고, 상기 파라미터(K)가 0.1 내지 10의 값을 갖고, 상기 파라미터(τ)가 0.1 내지 10의 값을 갖는 것을 특징으로 하는, 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성을 연속적으로 평가하는 방법.
  11. 동적 조건에 해당하는 0.1 내지 10 s-1의 범위의 고 변형 속도로 변형 공정 동안 압연 시트(L)에 적용되는 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력의 제1 적용, 변조 및 측정 수단(10, 20);
    상기 제1 적용, 변조 및 측정 수단(10, 20)에 연결된, 고 변형 속도로 상기 변형력을 적용한 후의 상기 압연 시트(L)의 변형의 제1 측정 수단(9);
    실험실 정적 조건에 해당하는 1 x 10-4 내지 10 x 10-4 s-1의 범위의 저 변형 속도로 변형 공정 동안 상기 압연 시트(L)에 적용되는 압축력, 견인력 및 굽힘 모멘트 중에서 선택되는 변형력의 제2 적용, 변조 및 측정 수단(10');
    상기 제2 적용, 변조 및 측정 수단(10')에 연결된, 저 변형 속도로 상기 변형력을 적용한 후의 상기 압연 시트(L)의 변형의 제2 측정 수단(9');
    상기 측정 수단에 연결되고 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하기에 적합한, 상기 압연 시트(L)의 상기 기계적 및 미세구조적 특성의 계산 수단(16); 및
    고 변형 속도 및 저 변형 속도에서 측정된 데이터의 상관 수단(25)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉간 변형 공정에서 압연 금속 재료(L)의 기계적 및 미세구조적 특성의 평가 장치(1).
  12. 제11항에 있어서,
    변형력의 상기 제1 적용, 변조 및 측정 수단(10, 20)이, 적절한 압축력(Fc)을 상기 압연 시트(L)에 적용하기에 적합한 압연 롤, 및 추가 인장 롤의 입력 및 출력 위치(in, out)에 상응하는 적절한 견인력(Tin, Tout)을 상기 압연 시트(L)에 적용하기에 적합한 상기 추가 인장 롤의 시스템을 포함하는 스킨 패스, 또는 상기 굽힘 모멘트를 상기 압연 금속 재료(L)에 적용할 수 있는 굽힘 롤, 및 상기 견인력을 적용할 수 있는 동력 엔진과 결합된 인장 롤이 장착된 인장 플래트너, 및/또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 평가 장치(1).
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    변형력의 상기 제1 적용, 변조 및 측정 수단(10, 20)이 0.1 내지 200 kN의 견인력(Ft), 100 내지 5,000 kN의 압축력(Fc), 또는 0.02 내지 30%, 바람직하게는 0.02 내지 5%의 상기 압연 시트(L)의 변형, 구체적으로 신장을 수득하기 위한 굽힘 모멘트를 상기 압연 시트(L)에 적용하기에 적합한 것을 특징으로 하는, 평가 장치(1).
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