ECAP 및 반복 열처리를 통한 Zr702의 결정립 미세화

초록

ECA pressing은 단면적이 동일하며 특정한 각으로 접하고 있는 두 개의 통로에 재료를 통과시켜 재료에 심한 소성변형을 가함으로서 결정립의 초미세화를 구현할 수 있는 소성변형 방법이다. FCC 혹은 BCC와 같이 다중 슬립계를 갖는 재료들의 경우 이 방법에 의한 초립화 구현이 가능함이 많이 보고되고 있다. 또한 Zr, Ti 등과 같은 HCP 계 재료들의 초미립화에 대한 연구 역시 활발하게 진행되고 있다. 특히 상온 ECAP에 대한 Zr의 초미립화에 대한 지금까지의 연구결과들을 보면 pure Zr의 경우 8회 이상의 반복적인 ECAP 변형에 의해 초미립화가 가능한 것으로 알려져 있다. 그러나, Zr702와 같이 Hf을 고용하고 있는 Zr의 경우 pure-Zr과 동일한 변형조건에서도 수회 이내의 파단이 발생하여 ECAP 변형만으로는 초미립화가 불가능하다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 온간변형에 대한 연구가 진행되고 있으며, 그 결과는 성공적인 것으로 보고되고 있다. 그러나 Zr의 경우 산소에 대한 친화력이 매우 크므로 표면산화등의 문제 때문에 고온변형에 한계가 있으므로 상온에서의 냉간가공에 의한 초미립화 연구 또한 의미 있는 부분이라 할 수 있다. 본 연구에서는 ECAP 변형과 어닐링 열처리를 이용하여 Zr702의 초미립화를 구현하고자 시도하였다. ECAP 변형 중간에 회복과 재결정 단계의 열처리를 각각 도입하였으며, 열처리와 ECAP 변형의 반복을 통하여 Zr702의 초미립화가 가능하였다.