Nb가 첨가된 HSLA 강의 열간 압연 중 이론적 상변태 분석

Abstract

열간 압연시 HSLA 강에서 Nb 원소는 다양한 효과를 일으킨다. 우선 강의 재결정, 회복과 같은 연화 현상을 억제하는데, C 혹은 N과 결합된 Nb 원소의 석출물은 pinning force를 일으켜 재결정 현상의 구동력을 늦추고 회복 현상을 억제시킨다. 또한 석출되지 않은 강 내부의 Nb 원소는 solute drag effect 를 일으켜 계면의 이동속도를 감소시킴으로써 재결정 현상을 억제하기도 한다. 이러한 석출물은 자체적으로 석출 강화 현상을 일으켜 강의 응력을 높인다. 이 효과를 표현하는데 있어 다양한 수식이 검토되는데, 일반적으로 탄질화물은 그 강도가 강하여 전위가 석출물을 자르며 지나가는 shearing 현상은 일어나기 힘들고 주위를 감싸고 지나가는 bypassing 현상이 지배적이라 생각된다. 이러한 석출 강화 효과를 기존 모델과 Ashby-Orowan equation 을 이용하여 수식적으로 계산하고, double deformation method를 이용하여 얻어낸 연화 분율을 계산하여 동일 조건내의 실험 결과와 비교하여 적합함을 판단하였다. 그 결과 기존 coupling model의 석출 강화 수식과, 미세 합금강에서 석출 강화 수식으로 표현되었던 ordered particle strengthening 수식보다도 Ashby-Orowan equation을 이용한 모델이 정량적으로, 정성적으로도 더 적합함을 보였다. 특히 0.03wt% Nb 첨가강 (이하 N1) 조성에서는 대략 50Mpa 을 갖는 석출 강화에 대한 값이 가의 연화에 관한 실험 결과와 많은 유사한 부분이 있었다.