The present study shows that the hot deformation behavior of B-Nb-Cr bainitic micro-alloyed medium carbon steel can be quantitatively described by constitutive equation. These equations take into account both dynamic recovery and dynamic recrystallization phenomena. They have been fitted using experimental data taken from uniaxial hot compression tests of two B-Nb-Cr bainitic micro-alloyed medium carbon steels in order to deter-mine their characteristics parameter. The uniaxial hot compression tests were carried out over a wide range of temperatures and strain rates. In order to understand the dynamic recrystallization, the Avrami kinetics is con-ventionally applied to the softening data measured from the experimental flow curves. In terms of describing the Avrami kinetics, the $\epsilon _{1/2}$-method is adopted and is shown to be, capable of modeling the flow softening kinetics and flow curves with a single variable Z (Zener-Hollomon parameter). The Avrami time exponent n decreases with increasing Z, which results from a shift in the mode of necklace recrystallization from boundary migration dominant mode to nucleation dominant mode. Addition of Cr brings advantages to B-Nb micro-alloyed medium carbon steel. The combined addition of Nb and Cr was found to be effective in enhancing the hardenability of B micro-alloyed steel. During hot deformation, Cr was retarded nucleation of dynamically recrystallized grains and also growth of recrystallized grains.
Another topic is a development of modeling of softening fraction due to dynamic recrystallization during hot deformation. For this study, dynamic recrystallization behavior of AISI 304 austenitic stainless steel during hot compression is studied by measuring flow curve and evolution of grain size distribution to model the softening fraction. The grain size distribution obtained by microstructure analysis of hot compressed specimen can be expressed by a typical log-normal distribution function. The log-normal distribution function obtained various strain level tend to gradually appears at small grain size and, thereafter, the frequency of the peak tends to in-crease with the increasing strain level. To model the softening fraction by using the log-normal distribution function, the log-normal distribution function should be modified because it is just probability of a variable so that it could not describe area occupied by one of the random variable. The area weighted grain size distribution method is considered to be more directly relevant than the common log-normal distribution function for the softening fraction modeling as function of strain. To verify the softening fractions estimated from area weighted grain size distribution method, flow curve modeling and EBSD analysis was conducted. Consequently, there is no significant difference both area weighted grain size distribution method, flow curve modeling and EBSD analysis in terms of estimation of softening fraction.
B-Nb-Cr 베이나이트계 저 합금 중 탄소강의 동적 회복 및 동적 재결정 속도론을 해석함으로써, 고온 구성방정식을 이용한 유동곡선 모델링에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해, 두 가지 조성을 갖는 B-Nb-0.6Cr 그리고 B-Nb-1.2Cr 베이나이트계 저 합금 중 탄소강을 대상으로 다양한 변형온도 및 변형률 속도에서 고온 압축변형하여 고온 유동 곡선을 측정하였다. 동적 재결정에 의한 연화분율을 해석하기 위해, Avrami 속도론을 변형률의 함수로 기술하여 단일 Z (Zener-Hollomon 변수) 의 함수로 기술할 수 있는 $\epsilon _{1/2}$ - 방법을 이용하였다. 그 결과 Avrami 시간 지수 n은 Z가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, 이는 동적 재결정의 주요 기구가 결정립 성장에서 핵 생성으로 전환된다는 것을 의미한다. 미세조직 분석과 유동 응력 해석 통해, Cr과 Nb 합금의 첨가는B-저 합금 중 탄소 강의 경화능을 향상시켰으며, 고온 변형에 있어서 Cr의 첨가는 동적 재결정의 시작과 결정립의 성장을 억제시킬 수 있는 즉, 동적 재결정을 지연시키는 결론을 도출하였다.
본 연구의 다른 하나의 연구주제는 동적 재결정 속도론 해석을 이용한 새로운 연화분율 모델링 기법의 개발이다. 이를 위해, AISI 304강을 모델강으로 채택하였고, 고온 압축 변형을 수행하여 유동 곡선 및 결정립 크기 분포 분석을 수행하였다. 고온 변형된 AISI 304의 미세조직 분석을 통한 결정립 크기 분포는 전형적인 대수 정규분포 함수로 기술할 수 있었다. 변형률이 증가됨에 따라 대수 정규분포 곡선의 평균값은 낮은 결정립 크기를 나타내면서 빈도는 증가하는 추세를 나타내었다. 다양한 변형률 하에서 얻은 대수 정규분포 함수를 이용하여 연화분율 모델링을 수행하고자 결정립 크기 분포를 개수의 함수에서 면적의 함수로 변환하여, 면적 가중 대수 정규분포 곡선을 이용한 연화분율 모델링을 수행하였다. 이러한 모델링 기법을 검증하기 위해, 유동곡선 모델링 결과와 EBSD를 이용한 재결정 분율을 비교한 결과, 연화 분율이 매우 잘 맞는 것을 확인하였다.
