용체화 처리한 Al7075 합금의 자연시효 시간이 성형특성에 미치는 영향

Abstract

최근 자동차 산업에서 경량화가 이슈화되면서 고강도강 보다 비강도가 우수한 Al7075합금이 주목 받고 있다. 그러나 이 합금은 상온에서의 성형성이 낮은 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 W-temper forming이 최근 주목 받고 있다. W-temper forming은 소재 열처리 후 급랭하여 과포화 고용체로 만들어 냉간 성형하는 방법으로 기존의 Hot forming과 달리 상온에서 성형한다는 장점을 가진다. 하지만 성형공정의 특성상 피할 수 없는 자연시효로 인해 성형 및 기계적 특성이 변화할 수 있다. 기존 연구에서는 용체화 처리 후 자연시효 시간에 따른 경도 및 강도 변화에 대한 연구와 판재의 RD, DD, TD 방향에 따른 물성 비교에 관한 연구들이 있다. 그러나 재료의 성형공정 설계 및 충돌성능 예측을 위한 파단 모델에 대한 연구가 부족하다. 따라서 자연시효 시간이 성형성에 미치는 영향에 대한 분석이 필요하며 자연시효 시간에 따라 변경되는 다양한 하중경로에서의 파단 변형률 예측이 요구된다. 본 연구에서는 용체화 처리 된 시편의 자연시효 시간이 성형성에 미치는 영향을 분석하였다. 자연시효에 따른 경도, 강도의 변화 및 소성이방성을 평가하였다. 성형성에 미치는 주요인자인 Spring-back 및 파단 변형률의 변화를 분석하였다. 마지막으로 시효시간에 따른 파단 변형률의 변화를 분석하고 이를 경험식으로 정리하였다. 전단변형이 주가 되는 부품의 경우 자연시효 시간이 성형품질에 현저한 영향을 줄 수 있으며 경험식으로 얻은 매개변수로 추가적인 실험 없이 해석에 적용 가능하다