One of severe plastic deformation processes, a hybrid process is an effective method to manufacture fine grained materials continuously with high strength. In this study, experiments of wire drawing and hybrid process with the same reduction of area were carried out with aluminum alloy 6061 at room temperature to investigate deformation behavior during multi-pass. The hybrid process was conducted for routes A and C up to two passes to probe into the effect of processing routes, whereas the wire drawing process was carried out up to three passes. The tensile test and Vickers microhardness test were conducted for the hybrid and wire drawing process to investigate mechanical property change. The hybrid process improved mechanical properties such as ultimate tensile stress (UTS) and microhardness value compared to the wire drawing process. The deformed material by hybrid process two pass for route C had more uniform microhardness distribution than route A. Furthermore, transmission electron microscopy (TEM) was employed to observe the change of microstructure. The microstructure results obtained by TEM represented the original grain was subdivided and elongated. Selected area electron diffraction also indicated the deformed material by the hybrid process has been more high angle grain boundaries compared to wire drawing process. From these results, the hybrid process could manufacture high strength material with the same number of passes compared to the wire drawing process. And further, the hybrid process could reduce the number of passes to obtain similar UTS, microhardness value and grain size compared to the wire drawing process. The high strength bolt with long body part was manufactured using fine grained material which was conducted continuous hybrid process as application. Also, Vickers microhardness test was carried out to measure change of microhardness after bolt forming. As a result, the hybrid process could manufacture high strength bolt without length limitation of specimen and increase material recovery ratio in current study.
극한소성변형법 중의 하나인 하이브리드 공정은 연속적으로 고강도 미세립 소재를 만드는 효과적인 공정이다. 본 연구에서는 하이브리드 공정과 신선공정을 다단공정에서의 변형 거동을 알아보고자 동일한 단면 감소율로 AA6061소재를 이용하여 상온에서 수행하였다. 가공 경로의 영향을 알아보고자 하이브리드 공정은 경로 A와 C에 따라 2단계까지 수행한 반면, 신선 공정은 3단계까지 수행하였다. 하이브리드 공정과 신선 공정을 수행하는 동안 기계적 성질 변화를 고찰하고자 인장 시험과 비커스 경도 시험을 하였다. 그 결과 하이브리드 공정은 신선 공정에 비해 최대인장강도와 경도값과 같은 기계적 성질을 개선하였다. 하이브리드 공정을 경로 C에 따라 2단계까지 수행한 소재는 경로 A로 수행한 경우보다 더 균일한 경도 분포를 보였다. 또한, 미세조직 변화를 관찰하고자 TEM을 사용하였고, 그 결과 초기 결정립이 작게 나누어지고 연신되는 경향을 보였다. SAED 패턴에서는 신선공정에 비해 하이브리드 공정을 거친 소재에서 고경각 입계를 가지는 결정립들이 더 많은 것을 확인하였다. 이러한 시험 결과들로 미루어 보아 하이브리드 공정은 같은 공정 횟수를 적용한 신선 공정에 비해 고강도 소재를 만들 수 있었고, 또한 신선공정에 비하여 동일한 최대인장강도, 경도값과 결정립 크기를 획득하기까지 공정횟수를 줄일 수 있었다. 하이브리드 공정의 응용 사례로 하이브리드 공정을 적용하여 미세립 소재를 만든 후, 그 소재를 이용하여 몸통부의 길이가 긴 고강도 볼트를 제작하였다. 또한 볼트 제작 이후의 경도 변화를 측정하기 위해 비커스 경도 시험을 수행하였다. 결과적으로 본 연구에서는 하이브리드 공정을 이용하여 길이 제한이 없는 볼트를 제작하였고, 소재 회수율을 높일 수 있었다.
