반복 주름 및 교정(RCS) 공정은 재료의 미세 구조를 근본적으로 변경하여 AA7075 알루미늄 합금의 내식성을 크게 향상시킵니다. 이 공정은 재료에 심각한 소성 변형을 가함으로써 변형되지 않은 합금 상태에 비해 우수한 전기화학적 안정성을 제공합니다.
핵심 요점 RCS 공정은 합금의 결정립 구조를 다양한 크기의 불균질 혼합물로 정제합니다. 이 독특한 구조는 일반적인 수산화알루미늄 층보다 부식성 매체를 차단하는 데 훨씬 효과적인 조밀하고 산화마그네슘(MgO)이 풍부한 부동태 피막 형성을 촉진합니다.
향상된 내성의 메커니즘
RCS의 장점은 피상적인 것이 아니라 재료가 환경과 상호 작용하는 방식을 변경하는 깊은 미세 구조 변화에서 비롯됩니다.
불균질 미세 구조 생성
내식성 향상의 주요 동인은 공정 중에 달성되는 결정립 정제입니다.
RCS는 단순히 금속을 압축하는 것이 아니라 복잡한 결정립 크기 분포를 생성합니다. 여기에는 마이크로미터, 서브마이크로미터 및 나노미터 크기의 결정립이 혼합되어 있습니다.
우수한 부동태 피막 형성
이 독특한 결정립 분포는 알루미늄 표면에 형성되는 보호층의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.
정제된 구조는 매우 균일하고 조밀한 부동태 피막의 성장을 촉진합니다. 일반적인 알루미늄의 경우 이 피막은 다공성이거나 불균일할 수 있지만 RCS는 더 단단한 장벽을 보장합니다.
산화마그네슘(MgO)의 역할
이 부동태 피막의 화학적 조성은 결정적인 장점입니다.
RCS 유도 구조는 피막 내에서 산화마그네슘(MgO) 화합물의 형성을 촉진합니다.
전통적인 수산화알루미늄과 비교할 때 이러한 MgO 화합물은 더 높은 밀도와 우수한 불투과성을 가지고 있습니다. 이는 효과적으로 차폐 역할을 하여 부식성 물질이 합금 매트릭스로 침투하는 것을 늦춥니다.
공정이 이러한 결과를 달성하는 방법
이러한 내성의 신뢰성을 이해하려면 이를 생성하는 데 사용된 기계적 강도를 이해하는 것이 도움이 됩니다.
정현파 다이를 통한 심각한 소성 변형
RCS 공정은 유압 프레스로 구동되는 정현파 프로파일 다이를 사용합니다.
이 다이는 단순 압축 대신 AA7075 판재에 특정 전단 변형 경로를 거치도록 강제합니다.
다축 응력 생성
이 기술은 정현파 다이와 평면 다이 사이를 번갈아 사용하는 것을 포함합니다.
중요하게도 샘플은 각 패스 사이에 90도 회전됩니다. 이러한 다방향 처리는 고성능에 필요한 복잡한 결정학적 질감을 생성하는 다축 응력 하에서 결정립의 지속적인 분쇄 및 정제를 보장합니다.
프로세스 요구 사항 이해
내식성 이점은 명확하지만 이를 달성하려면 특정 공정 매개변수를 엄격하게 준수해야 합니다.
공구 형상에 대한 의존성
이러한 이점은 다이의 형상에 전적으로 달려 있습니다. 표준 평탄화 또는 롤링은 MgO 층 형성을 유도하는 나노미터 크기의 결정립을 생성하는 데 필요한 특정 전단 변형 경로를 생성하지 않습니다.
다단계 처리의 필요성
우수한 전기화학적 안정성은 단일 패스로 달성되지 않습니다. 이 공정은 주름, 교정 및 회전의 누적 효과에 의존합니다. 90도 회전 또는 다이 교체를 생략하면 등방성 특성이 나타나거나 결정립 정제가 불충분하여 부동태 피막의 균일성이 손상될 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
AA7075에 RCS 공정을 고려할 때 프로젝트별 요구 사항과 공정 기능을 평가하십시오.
- 주요 초점이 최대 전기화학적 안정성인 경우: 표준 마감재에 비해 우수한 불투과성을 제공하는 조밀한 산화마그네슘(MgO) 장벽 형성을 활용하기 위해 RCS를 우선시하십시오.
- 주요 초점이 미세 구조 균일성인 경우: 필요한 서브마이크로미터 및 나노미터 결정립 분포 생성을 보장하기 위해 90도 회전 및 교대 다이 일정을 엄격하게 따르는지 확인하십시오.
RCS를 사용하면 합금의 내부 구조를 효과적으로 엔지니어링하여 내식성에 대한 자체 복구, 고밀도 차폐를 구축할 수 있습니다.
요약 표:
| 특징 | 표준 AA7075 알루미늄 | RCS 처리 AA7075 |
|---|---|---|
| 미세 구조 | 조대/균일 결정립 | 불균질 (마이크로미터 ~ 나노미터) |
| 부동태 피막 | 다공성 수산화알루미늄 | 조밀하고 MgO가 풍부한 장벽층 |
| 결정립 정제 | 낮음 (주조/압연 상태) | 높음 (심각한 소성 변형) |
| 부식 방지 | 표준 | 우수한 불투과성 |
| 기계적 응력 | 단축/표준 | 다축 전단 변형 |
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참고문헌
- Liliana Romero-Resendiz, G. González. Repetitive corrugation and straightening effect on the microstructure, crystallographic texture and electrochemical behavior for the Al-7075 alloy. DOI: 10.22201/icat.24486736e.2022.20.3.1789
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