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admin

2017-01-16 12:59:22

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초소성[super plasticity]

인장변형시키면 원래 길이의 수배 이상의 길이까지 끊어지지 않고 늘어나는 성질. 금세기초 납-주석합금을 인장변형시킬 때 파단까지 원래 치수에서 수배나 늘어나는 것이 발견되었다. 통상의 연성에 풍부한 금속재료에서 2배까지 늘어나는 일은 없다. 이러한 성질을 나타낸 금속의 특징은 결정입경이 μm 이하의 미세조직으로 되고 있고, 대부분 2상합금으로 결정입경이 큰 경우에는 연성 부근 또는 취성만 나타나는 경우가 있다. 1960년대가 되자 미세입상조직의 알루미늄 22%인 아연합금의 초소성이 주목을 받고 이 소재의 부재를 성형하기 위한 이용에 연구되었다. 또 티탄합금이나 기타의 통상 조직에서는 소성변형 불가능한 소재의 성형에 이러한 초소성을 이용하는 것이 시도되고 있다. 금속재료는 고온이 되면 결정립 내의 변형저항보다 입계의 미끄럼변형 저항 쪽이 작아진다. 미세조직의 금속소재를 고온에서 변형시키면 입계 면적도 커지기 때문에 전체의 입계미끄럼에 의한 변형이 우월하고, 또 미세조직이기 때문에 입계3중점에 대한 보이드 생성도 억제된다. 입계미끄럼의 변형저항은 입내 미끄럼변형의 변형저항에 비해 속도의존성이 커서 소위 점성이 높다. 일반적으로 인장변형으로 잘 늘어나기 위해서는 변형시 전체가 일정하게 늘어날 수 있는 성질과 변형 중 내부에 발생한 보이드 등이 성장하기 어렵거나 또는 발생해도 파단조건이 만족되지 않는 것이 필요하다. 특히 보이드가 발생해 버리는 경우에는 인장력이 충분히 작아 유지되고 그들이 성장하는 조건이 정리되지 않는 것이 필요하다. 재료의 인장변형이 일정하게 되기 위해서는 변형경화성 또는 점성 중 하나가 필요하고, 초소성과 같이 큰 신장이 생기기 위해서는 점성이 없어야 한다. 점성이 있고 저인장력에서 큰 신장을 나타내는 데 부드러워진 조청(飴)이나 연화한 유리 등이 있고, 역학적으로는 이들과 초소성을 나타내는 금속재료는 동등하다. 초소성을 나타내는 금속소재가 작은 힘으로 변형할 수 있는 것을 이용하면 엄격한 형단조에 의한 니어네트쉐이핑이 가능해진다. 형(型)도 소재도 같은 온도로 하는 등온단조프로세스의 개발이나 실용도 이루어지고 있다.