ECAP 변형된 육방정계 금속의 집합조직 발달 및 입계특성분포

초록

ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 변형된 Zr과 Ti의 집합조직 발달 및 입계특성분포변화를 분석하여 ECAP 동안의 주요 변형 매커니즘을 규명하고자 하였다. ECAP은 350oC에서 교차각과 만곡각이 각각 90도와 20도인 금형을 사용하여 1회 및 route BC(매회 90도 회전)로 4회 반복 가공한 후 TEM, XRD, EBSD 등을 이용해 미세조직, 집합조직 및 입계특성분포의 변화를 분석하였다. 또한 가공 후 재결정 및 입자성장 열처리를 통하여 집합조직 및 입계특성을 분석하였다. 초기 결정립의 크기가 각각 20micron와 100micron이었던 Zr과 Ti은 1회 ECAP 후 각각 270nm와 5micron로 미세화 되었고, 4회 ECAP 후에는 수백 nm로 초미세화 되었다. 초기 집합조직과는 무관하게 ECAP 후 두 재료 모두 기저(basal) 집합조직이 강하게 발달하였다. 집합조직 분석 결과를 토대로 기저 슬립과 프리즘 슬립이 ECAP 동안 주된 변형 매커니즘으로 제시되었다. 변형 초기 쌍정의 역할 또한 중요한 변형 기구로 작용하였다. 반복 ECAP 후에도 집합조직은 1회 변형 후의 결과와 큰 차이를 보이지 않았다. 입계특성분포 분석 결과 가공 횟수가 증가함에 따라 결정립계는 대부분 고경각화 되었지만 랜덤 분포에 비해서는 비교적 높은 저경각 분율을 나타내어 압연 등의 변형과는 차이를 보였다. 가공 후 재결정 및 입자성장 후에도 집합조직과 입계특성은 변형 직후와 큰 차이 없이 유지됨을 알 수 있었다.