본 연구는 고망간강(Fe-24M3n-3Cr-0.7Si-0.5C-0.4Cu wt%) 주조 시편에서 열간 단조 공정이 미세조직 균질화와 기계적 물성 향상에 미치는 영향을 조사하였다. 주조 시편은 평균 입자 크기 약 900 μm의 조대한 입자 미세조직, 수지상 간(interdendritic) 영역에서 Mn과 Cr의 뚜렷한 원소 편석, 그리고 용해 열처리(1000 oC에서 5시간) 후에도 지속되는 M23C6 탄화물 석출을 보였다. 1200 oC~900 oC 범위에서 수행된 열간 단조는 감육비 2.8에서 입자 구조를 약 100 μm로 유효하게 미세화하여 입자 크기를 80% 이상 감소시키고 등축상(equiaxed) 입자 구조를 형성하였다. 전자탐침 미세분석(EPMA)은 단조 후 특히 시편 표면 영역에서 원소 분포가 거의 균질해짐에 따라 Mn과 Cr 편석이 크게 완화되었음을 보여주었다. 투과전자현미경(TEM) 결과, 주조 상태(as-cast)에서 존재하던 대부분의 M23C6 탄화물은 열간 단조 동안 용해된 반면, 주조 시편에서는 편석된 영역에서의 느린 확산으로 인해 장시간 용체화 처리 후에도 잔존하였다. 경도 값은 주조 시편(180.2 HV)과 단조 시편(177.5 HV) 간에 큰 차이가 없었으나, 인장 물성은 후자에서 현저한 향상을 보였다. 항복강도, 인장강도, 균일 연신율은 각각 주조 시편에서 395 MPa, 608 MPa, 41.1%에서 단조 시편에서 409 MPa, 787 MPa, 63.9%로 증가하였다. 주조 시편에서 관찰된 취성 입계파괴(intergranular fracture) 양상은 단조 시편에서 연성 딤플 파괴(dimple fracture)로 전환되었다. 이러한 뚜렷한 향상은 입자 미세화, 원소 편석 감소, 탄화물 용해의 복합 효과에 기인하며, 이들이 인장 하중 시 변형률 집중(strain localization)을 종합적으로 최소화한다. 본 연구 결과는 열간 단조가 고망간강 주조품의 미세조직을 효과적으로 균질화함을 입증한다. 따라서 이 접근법은 극저온 적용 분야에서 복잡한 형상의 부품을 제조하는 데 적합하다.
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