The effect of two intermediate thermomechanical treatments, which are FA-ITMT (Frankford Arsenal-Intermediate Thermomechanical Treatment) and ISML-ITMT (Institute Sperimentale dei Metalli Leggeri-Intermediate Thermomechanical Treatment), on mechanical properties and microstructures of 7050 aluminum alloy were studied.
The mechanical properties were investigated as function of deformation temperature and degree of deformation during final deformation step of FA-ITMT.
The ITMT treated specimens were examined in the as-recrystallized (AR) condition or in AR plus hot deformed condition (AR+HR).
The results showed that, through the FA-ITMT and ISML-ITMT, fine grained microstructures can be obtained in 7050 aluminum alloy. However, the mechanical properties of ITMT AR treated specimen were inferior to those of conventionally processed specimen. The mechanical properties of AR + HR treated specimen, elongation and fracture toughness, were superior to those of conventionally processed specimen, especially in the T-L direction.
On the other hand, fracture toughness increased as hot deformation temperature increased during FA-ITMT, and increased as the degree of hot deformation increased at 390℃. When the degree of hot deformation at 430℃ and 470℃ respectively was 40%, the fracture toughness showed the maximum value.
These results showed that subgrains formed during hot deformation and redistribution of the grain boundary precipitates, $Al_2CuMg$ etc., contributed to the better elongation and fracture toughness of AR + HR treated aluminum alloy.
본 연구에서는 지금까지 알려진 ITMT(Intermediate Thermomechanical Treatment)의 두방법인 FA-ITMT (Frankford Arsenal-Intermediate Thermomechanical Treatment)와 ISML-ITMT(Instituto Sperimentale dei Metalli Leggeri-Intermediate Thermomechanical Treatment)를 7050 알루미늄 합금에 적용함으로써 나타나는 미세조직 및 기계적성질을 종래의 열처리방법과 비교하였으며, 또한 FA-ITMT 과정 중 고온가공온도와 가공도를 변화시켜, 이에 따른 기계적 성질을 조사하였다.
본 실험에 의하면, FA-ITMT와 ISML-ITMT process는 종래의 일반열처리에 비하여 7050 알루미늄합금의 훨씬 더 미세한 재결정구조를 형성하나, AR(as-recrystallized)처리재에서는 기계적성질의 향상을 이루지 못했다. 반면에 AR+HR(as-recrystallized plus hot rolled)처리재는 종래의 일반열처리재에 비하여 연신율 및 파괴인성의 향상을 보였다. 이와같은 향상은 L-T방향에 비해 T-L방향에서 더 현저하며, 이는 일반열처리재에 형성된 highly elongated grain에 기인한다. 즉 FA-ITMT시 AR+ HR처리재는 L-T방향에서의 연신율이 11.4%, 파괴인성이 $39.9MPam^{\frac{1}{2}}$ 을 보여 주며, T-L 방향에서는 AR+HR처리재가 파괴인성이 $37.9MPam^{\frac{1}{2}}$ 인데 반해, 일반열처리재는 $30.7MPam^{\frac{1}{2}}$ 을 보여 준다.
한편 FA-ITMT시 7050 알루미늄합금의 파괴인성은 고온가공 온도가 증가함에 따라 증가하나, 470℃와 430℃의 경우에는 40%의 가공도에서 파괴인성의 최대를 보였다.
ITMT process중 AR+HR처리재가 AR처리재에 비하여 결정립의 성장에도 불구하고 연신율 및 파괴인성의 증가를 보여주는 이유는, 고온가공시 형성되는 subgrain 및 고온가공으로 인한 metal flow로 입계에 존재하던 $Al_2CuMg$ 등의 second phase들의 크기와 분포에 있어서의 modification이 low energy intergranular fracture가 아닌 high energy transgranular fracture에 기여하기 때문이다.
