가공열처리가 7050알루미늄합금의 기계적성질에 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 지금까지 알려진 ITMT(Intermediate Thermomechanical Treatment)의 두방법인 FA-ITMT (Frankford Arsenal-Intermediate Thermomechanical Treatment)와 ISML-ITMT(Instituto Sperimentale dei Metalli Leggeri-Intermediate Thermomechanical Treatment)를 7050 알루미늄 합금에 적용함으로써 나타나는 미세조직 및 기계적성질을 종래의 열처리방법과 비교하였으며, 또한 FA-ITMT 과정 중 고온가공온도와 가공도를 변화시켜, 이에 따른 기계적성질을 조사하였다. 본 실험에 의하면, FA-ITMT와 ISML-ITMT process는 종래의 일반열처리에 비하여 7050 알루미늄합금의 훨씬 더 미세한 재결정구조를 형성하나, AR(as-recrystallized)처리재에서는 기계적성질의 향상을 이루지 못했다. 반면에 AR+HR(as-recrystallized plus hot rolled)처리재는 종래의 일반열처리재에 비하여 연신율 및 파괴인성의 향상을 보였다. 이와같은 향상은 L-T방향에 비해 T-L방향에서 더 현저하며, 이는 일반열처리재에 형성된 highly elongated grain에 기인한다. 즉 FA-ITMT시 AR+ HR처리재는 L-T방향에서의 연신율이 11.4\%, 파괴인성이 $39.9 MPam^{1/2}$ 을 보여 주며, T-L 방향에서는 AR+HR처리재가 파괴인성이 $37.9MPam^{1/2}$ 인데 반해, 일반열처리재는 $30.7MPam^{1/2}$ 을 보여 준다. 한편 FA-ITMT시 7050 알루미늄합금의 파괴인성은 고온가공 온도가 증가함에 따라 증가하나, $470\,^\circ\!C$와 $430\,^\circ\!C$의 경우에는 40\%의 가공도에서 파괴인성의 최대를 보였다. ITMT process중 AR+HR처리재가 AR처리재에 비하여 결정립의 성장에도 불구하고 연신율 및 파괴인성의 증가를 보여주는 이유는, 고온가공시 형성되는 subgrain 및 고온가공으로 인한 metal flow로 입계에 존재하던 $Al_2CuMg$ 등의 second phase들의 크기와 분포에 있어서의 modification이 low energy inte-rgranular fracture가 아닌 high energy transgranular fracture에 기여하기 때문이다.