Microalloying medium carbon steel is one of the general hot forging materials. To improve the mechanical properties and machinability of microalloying steel, understanding of hot deformation and dynamic softening behavior are necessary. However, the study of Boron added microalloying medium carbon steel is few despite many manufacturers already use this steel. Therefore, the aim of this thesis is that the effect of Boron and Niobium addition on the hot deformation and dynamic recrystallization of commonly used Nb-microalloying medium carbon steel. In addition, prior austenite grain size before deformation is to be important variable to understanding of dynamic recrystallization of microalloying steel. Thus another aim of this work is to understand the effect of initial austenite grain size on the dynamic recrystallization of B-Nb microalloying medium carbon steel. To investigate the initial austenite grain size on the dynamic recrystallization of B-Nb microalloying medium carbon steel, initial grain size be controlled by specific heat-treatment. After that, B-Nb microalloying medium carbon steels are conducted by hot compressive test at various deformation temperatures and strain rate. To reveal the Boron and Niobium addition effect on the hot deformation and dynamic recrystallization, not only B-Nb microalloying medium carbon steel but also Nb- and B- microalloying medium carbon steels (other compositions are same with B-Nb microalloying medium carbon steel without Boron and Niobium) are conducted by hot compressive test at various deformation temperature and strain rate. After that, dynamic recrystallization kinetics is studied by work hardening curve, dynamic recrystallization fraction and flow curves modeling. The fine initial austenite grain size accelerates the dynamic recrystallization kinetics because of the large of grain boundary area which can be nucleation site of recrystallized grains. And the addition of Boron and Niobium can change the hot deformation and dynamic recrystallization behavior caused by non-equilibrium segregating of Boron and dynamic precipitating during deformation.
미소합금 중탄소강은 단조재로 널리 사용된다. 미소합금 강의 기계적 성질 및 가공성을 개선하기 위해 미소합금 강의 고온 변형 및 동적 연화 거동에 대한 이해가 필수적이다. 이러한 미소합금 강의 붕소를 첨가하게 되면 경화능 및 미소합금과의 상호 작용으로 강의 기계적 성질에 많은 영향을 준다. 이러한 특성 때문에 많은 제조사에서 붕소를 첨가한 미소합금 강을 사용하고 있다. 하지만 그럼에도 불구하고 붕소가 첨가된 미소합금 중탄소강에 대한 연구는 상대적으로 미미하다. 이에 따라 본 논문의 목표는 붕소와 니오븀의 첨가가 니오븀 미소합금 중탄소강의 고온 변형 및 동적 재결정 거동에 미치는 영향에 대해 연구하고자 한다. 또한 변형 전 초기 오스테나이트 결정립 크기는 미소합금 강의 동적 재결정의 중요한 변수가 된다. 그래서 본 연구의 또 다른 목표는 붕소-니오븀이 첨가된 미소합금 중탄소강의 동적 재결정에 미치는 초기 결정립 효과를 이해하고자 한다. 붕소-니오븀 미소합금 중탄소강의 동적 재결정에 미치는 초기 오스테나이트 결정립 크기 효과를 조사하기 위해 초기 결정립 크기를 조절하는 특수한 열처리를 수행하였다. 이렇게 초기 결정립 크기가 제어된 붕소-니오븀 미소합금 중탄소강의 다양한 변형 온도 및 변형율 속도에서 고온 압축 실험을 수행하였다. 미소합금 중탄소강의 붕소 및 니오븀 첨가 효과를 규명하기 위해 붕소와 니오븀이 첨가 된 미소합금 중탄소강과 함께 이와 동일한 조성에서 각각 붕소 및 니오븀이 제외된 조성의 니오븀 미소합금 중탄소강 및 붕소 미소합금 중탄소강을 제조하여 다양한 변형온도 및 변형율 속도에서 고온 압축 실험을 수행하였다. 가공 경화 곡선, 동적 재결정 분율 및 유동곡선 모델링을 통해 동적 재결정 거동을 연구하였다. 미세한 초기 오스테나이트 결정립 크기는 재결정립의 핵 생성 사이트인 결정립계의 면적이 넓어져 동적 재결정 거동을 촉진한다. 그리고 붕소와 니오븀의 첨가는 고온 변형 및 동적 재결정 거동에 영향을 주며 그러한 원인은 붕소의 비평형 편석 및 변형 중 발생하는 동적 석출 때문이다.
