재료가 네킹(necking)을 일으키지 않고 엿모양으로 균일하게 늘어나는 현상을 초소성(超塑性, superplasticity)이라 한다. 또한 고온에서 플라스틱과 같은 성형성을 갖는 금속으로 초소성 영역에서는 매우 낮은 유동응력으로 우수한 연성을 갖고 있다.
이 초소성 상태가 재료의 미세균일조직(평균결정립경이 10m이하)의 미시적 제어와 높은 온도(절대온도 표시로 융점의 절반이상)와 적절한 변형속도 등의 역학적 조건이 주어진 경우에 발현된다.
금속을 변형시키는 온도․속도를 적당히 선택함으로써 보통의 몇 십배에서 몇 천배의 연성(초소성)을 나타내는 합금으로서 물엿처럼 늘어나 형태를 만들기 쉬우므로 복잡한 형상의 것을 만들 수 있다. 초소성 합금에는 결정을 미세화하여 만드는 미세립 초소성합금과 결정구조의 변화를 이용하여 만드는 변태 초소성 합금이 있다. 실용합금으로는 아연․22％알루미늄합금 등 미세립형이 많고, 초소성 니켈기합금은 주로 모양이 복잡한 터빈의 동익(動翼, moving blade) 등의 제조에 쓰인다.
초소성 재료의 대표적인 특징으로는 수 백% 이상의 커다란 균일신장과 낮은 변형유동응력, 커다란 변형속도감수성 (m＞0.3, m: 변형속도감수성지수) 등이다.
초소성 가공 기술은 초소성 재료가 가지는 높은 성형성을 공업적으로 이용한 생산 공정으로 복잡한 형태의 구조부품이 많이 사용되는 항공 산업을 비롯하여 다양한 산업에 적용되고 있는 첨단 성형 기술이다.
2. 초소성의 종류
⑴ 미세결정입 초소성 ; 합금의 결정입을 대단히 가늘게(직경 5㎛ 이하)하고, 그 합금의 용융점의 1/2이상의 고온에서 최적한 스트레인 속도로 인장하면 큰 변형이 생긴다.
2013.02.28
10페이지
