초저탄소강의 통전처리를 통한 어닐링에 미치는 전류밀도의 영향

Abstract

통전처리를 이용한 초저탄소강의 어닐링에서 열효과(thermal effect)와 비열효과(athermal effect)를 분리하여 정량화하고 전류밀도가 재결정 분율에 미치는 영향을 분석하였다. 한번의 펄스를 인가시간을 적절하게 조절하여 비슷한 최대온도와 냉각속도를 이루도록 40, 50, 68, 140, 210A/mm^2의 전류밀도에서 통전처리한 후, EBSD(electron backscatter diffraction)와 비커스 경도를 분석하였다. 그 결과로 최대온도 760, 800℃ 통전처리 조건에서 재결정 분율, 재결정이 완료된 결정립의 성장(growth) 그리고 재결정이 일어나지 않은 결정립의 회복(recovery) 현상이 전류밀도 68A/mm^2을 기준으로 그 이하에선 전류밀도가 낮을수록 잘 일어나고, 그 이상에선 전류밀도가 커질수록 잘 일어나는 경향을 확인했다. 대조군 열처리 실험과 additivity rule이 적용된 Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov식을 이용한 최적화를 통해 활성화에너지와 Avrami 지수 등 상수를 구하였다. 이를 통전처리의 온도이력에 적용하여 열효과만에 의한 재결정 분율을 계산하여 비열효과와 열효과를 정량화하였다. 또한 비열효과가 전류밀도에 비례하도록 해석하기 위하여 유효온도의 개념이 도입되었고, 실험 결과의 경향성을 잘 설명할 수 있음을 확인하였다. 전류밀도와 유효온도를 위한 온도 증분 간 관계식을 근사하고, 해당 현상을 설명하기 위한 메커니즘을 제안하였다.