Microstructural Change by Hot Forging Process of Korean Traditional Forged High Tin Bronze

Currently, the fabrication of a high-tin bronze spoon by traditional manufacturing techniques involves 10 steps in the bronze ware workshop. Hot forging has a major influence on manufacturing and involves two to three steps. The dendritic ${\alpha}$-phase in the microstructure of the high-tin bronze spoon is refined and finely dispersed through hot forging. In addition, twinning is observed in the ${\alpha}$-phase of the hammered part, and the ${\alpha}$-phase microstructure gradually transform from a polygon to a circular shape due to hammering. In this process, the adjacent ${\alpha}$-phases overlap with each other and remain combined after quenching. The microstructure with the overlapping is also observed in bronze artifacts, and this shows the correlation with technical system. The results of the experimental hot forging of Cu-22%Sn alloys show that the decrease in in the amount of the dendritic microstructure, which forms during casting, is in proportion to the number of processing steps and that the refined grain obtained by hammering contributes to the improvement in the strength of the material. From the hammering marks, which are observed on both the bronze artifact excavated from archaeological sites and on the high-tin bronze spoon produced in the traditional workshop, it is presumed that the knowledge regarding the unrecorded manufacturing system of bronze ware in ancient times has been passed down in a traditional way up to the system used currently.

전통기술로 제작된 방짜유기의 열간 단조 과정별 미세조직 변화

현재 유기공방에서는 전통기술로 하나의 방짜유기 숟가락을 만들기 위해 10단계의 작업 공정을 거쳤으며, 형태 제작에 큰 영향을 주는 열간 단조는 3~4단계의 과정을 거친다. 열간 단조를 통해 방짜유기 숟가락의 미세조직은 수지형상의 ${\alpha}$상이 미세화되고 잘게 분산되었으며, 두드림이 가해진 부분의 ${\alpha}$상에는 쌍정이 생성되었다. 또한 ${\alpha}$상은 가해지는 망치질에 따라 점점 다각형에서 원형으로 변형되었다. 이 과정에서 서로 근접한 ${\alpha}$상은 합쳐지는 현상이 발생하였고, 담금질 후에도 합쳐진 상태로 존재하였다. 이처럼 여러 개의 ${\alpha}$상이 합쳐진 미세조직은 방짜조성의 청동유물에서도 관찰되는 것으로 기술체계의 연관성을 보여준다. 방짜조성의 Cu-22%Sn 합금을 대상으로 실시한 열간 단조 실험결과, 주조 당시 형성된 수지상의 감소율은 가공횟수에 따라 비례했으며, 두드림 작업에 의한 결정립의 미세화는 재질의 강도를 높이는 효과를 준 것으로 판단된다. 고대 유적에서 출토된 청동유물과 전통 유기공방에서 만든 방짜유기에서 동일하게 관찰되는 메자국은 문헌으로 남아 있지 않은 고대의 방짜유기 기술체계가 오늘날의 방짜유기 전통기술로 전승되었음을 보여준다.