전자기-열전달 연동 해석과 Ti-6Al-4V 합금 고주파 유도가열 실험에 대한 비교 분석에 관한 연구

Abstract

Ti-6Al-4V 티타늄 합금은 무게 대비 우수한 강도와 고온 강도 특성 때문에 수요가 증가하고 있지만 상 온에서 낮은 성형성 때문에 고온으로 성형을 해야 한다. 현재 진행된 고온 성형 연구는 하부 금형을 가 열하여 시편을 가열하는 방식이기 때문에 제약이 많다. 기존 고온 성형 방식과 다르게 제품을 국부적으 로 가열할 수 있는 고주파 유도가열을 적용한다면 가공의 효율성을 높일 수 있을 것으로 예상된다. 또 한 공정 기술 개발 시 신뢰도 높은 해석 기법으로 미리 공정을 시뮬레이션한다면 시간과 비용을 절약 할 수 있다. 본 논문에서는 고주파 유도가열을 이용하여 Ti-6Al-4V 합금을 가열하였고 실험 결과와 전 자기-열전달 연동 해석 결과를 비교하여 해석의 신뢰도를 판단하였다.

Demand for Ti-6Al-4V alloy is increasing in various industries because of its superior strength to weight and high-temperature strength properties. However, due to its low formability at room temperature, it is formed at high temperature, where its productivity and efficiency are low. The current high-temperature forming method has many limitations because it involves heating the specimen by heating the lower mold. It is expected that a process using high frequency induction heating, which can locally heat the product, can improve its productivity. In addition, time and cost can be saved if the process is simulated in advance with a reliable analysis. In this paper, we verified the reliability of the analysis by comparing the result of heating the specimen to 850 ℃ by high frequency induction heating and the temperature obtained through the co-simulation analysis.