회복 재결정 그리고 결정립 성장에 따른 조직과 기계적 성질 변화 조사

소개

교수님의 성향을 파악하여 작성한 레포트입니다. 탄소강을 어닐링 하여서 회복 재결정 결정립 성장을 관찰 하는 실험입니다. 그리고 결정입 크기도 알아보았습니다.
▶Hall and Petch equation

목차

탄소강의 열처리
annealing(풀림)
회복(recovery)
재결정(recrystallization)
결정립성장(grain growth)
Hall and Petch equation
고찰

본문내용

▶ 재결정화 온도를 변화시키는 인자는?
재결정 온도를 변화시키는 인자는 여러 가지 종류가 있으며 복합적으로 작용하여 그 온도를 변화시킨다. 일단 가장 알기 쉬운 인자는 전위밀도와 자유에너지에 연관되어서 설명이 가능한 소성변형이 가해진 정도 즉, 냉간가공도가 있다. 이것에 대한 내용은 밑에 있는 3번에서 자세히 설명 하였다. 그리고 두 번째로 재결정이 일어나기 전의 결정립의 크기 또한 영향을 미치는데, 이유는 결정립의 크기에 따른 표면에너지(표면장력)차이로 생각된다. 그리고 재결정전의 조성 역시 재결정온도에 영향을 주는데, 순도의 높고 낮음에 따라 재결정화 온도는 변화를 한다. 순도가 낮을 경우, 즉 불순물의 함량이 높은 경우 재결정 온도가 높아진다. 반대로 순도가 높을 경우에는 즉, 순수한 1상의 경우 재결정온도가 낮아진다. 이것은 순도가 낮을 경우 재결정 단계 전 회복 단계에서 그만큼의 에너지를 방출하고 불순물이 재결정의 핵생성을 억제하기 때문에 재결정 온도가 낮아지는 것이다.
▶ 냉간가공정도가 달라질 경우의 영향은?
냉간 가공 정도가 커질수록 결정립 내부의 결함들 즉 공공, 공극, 전위, 적층 결함 같은 결함들이 증가한다.결함증가는 결국 결정립 내부의 전위 밀도의 증가로 보여지고, 증가된 전위들은 원자의 이동을 방해함으로 인해 재료의 경도가 증가하게 된다 하지만 경도의 증가에 반비례적으로 연성은 감소하게 된다. 냉간 가공정도가 커지면 전위 밀도의 증가량 역시 커지게 된다. 그러므로 전위 밀도가 증가하면 조직은 자유에너지가 커지게 되어 재결정 과정에 필요한 구동력이 커지게 되고 그로 인해 재결정 온도 역시 더 낮아지게 된다. 따라서 냉간 가공의 정도가 커짐에 따라 재결정 온도가 낮아지게 된다.
정리하자면, 냉간 가공을 하게 되면 재료의 경도는 증가하고 연성은 감소하며, 재결정온도는 낮아지게 된다.

참고자료

· http://www.metal.or.kr/college/m_surface/heat/m_heat3.shtml
· 재료 과학 James F Shackelford 저 피어스 에듀케이션 코리아
· 금속학 개론 마크 H.리치만 저 평민사
· 금속 조직학 김정근,김기영,박해웅
· 교수님의 영문 자료 참조