마그네슘 합금(AZ31) 판재 제조 시 공정조건에 따른 3차원 강열점소성 유한요소해석

초록

마그네슘 합금(AZ31) 판재 압출 시 압출비 및 압출 속도와 기타 조건에 따른 압출 특성을 조사하기 위해 3차원 강열점소성 유한요소해석을 실시하였다. 압출용 주조 빌렛의 변형속도와 온도에 따른 인장특성을 평가하여 강열점소성 유한요소해석에 사용하였다. 압출용 주조 빌렛과 각 압출비 변화에 따른 압출판재 미세조직 변화를 나타내기 위해 압출용 주조 빌렛과 압출비에 따른 성형된 압출 판재의 미세조직을 관찰하였다. 미세조직과 각 압출비에 따른 3차원 강열점소성 유한요소해석에 대한 상관관계를 도출하였다. 유한요소해석 겨로가, 유?변형량 분포는 판재가 성형됨에 따라 다이부근에서 크게 증가하고 판재의 길이방향으로 감소하였다. 유효변형량은 판재의 폭 방향 끝단 부위(중심대칭면에서 약 35mm)에서 급격한 증가를 하였다. 또한 압출비가 증가할수록 유효변형량은 높은 분포를 나타내었고, 압축응력은 증가하였다. ㅈ최대주응력 분포는 판재가 형성되기 직전까지 압축상태를 나타내었고 판재가 형성된 영역 이후 인장상태를 나타내었다. 인장상태의 최대주응력은 판재의 잔류응력으로 추정되어진다. 온도 분포는 다이부근에서 재결정온도(320℃)이상으로 증가한뒤 판재가성형됨에 따라 감소하였다. 다이부근에서 국부적인 온도의 상승으로 인한 과도한 변형량 때문에 압출비가 증가할수록 압출판재의 미세결정립 크기는 감소하였다.