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문제 정의
- 본 연구는 이러한 요구에 부옹할 수 있는 기존의 제진합금보다도 제진톡성이 우수하면서 강도가 높은 새로운 제진합금을 설계하는데 필요한 자료를 얻기 위하여 Fe-12Cr-22Mn의 화학조성에 적층결함 에너지를 낮게 함으로써 감쇠능을 더 높게 하기 위하여 3%의 Co를 첨가한 시료와 질화물 형성에 의해 유용한 표면 경화층을 얻기 위하여 1%의 Ti 가 첨가된 시료를 제작한 후 압연율을 달리하는 압연에 의해 미세조직을 변화시킨 다옴 미세조직 변화가 감쇠능에 미치는 영향을 조사하였다.
제안 방법
- Fe-12CT-22Mn의 화학조성에 3% Co 및 1% Ti가 첨가된 용체화처리한 시료와 이를 상온에서 15%, 30% 및 50% 냉간 압연한 시료의 미세조직을 광학현미경에 의해 관찰하였고, 가공유기 생성되는마르텐사이트의 보다 상세한 관찰을 주사전자 현미경 올 사용하여 관찰하였다.
- 4 및 2mm 두께의 판재로 만들었다. 또한 냉 간 압연이 끝난 시료를 1050℃에서 용체화처리 (solution treatment)를 실시한 다옴 상온서 압연율을 달리하는 압연을 실시하여 최종 1mm가 되도록 하여 감쇠능 측정 시험편 및 미세조직의 정성 및 정량 분석 시험편 등으로 사용하였으며, 이때 사용된 시험편의 화학적 조성을 Table.l에 나타내었다.
- 실시한다. 옴 압연율 변화에 따른 감쇠능의 변화를 조사하기 위한 대수 감쇠율 측정은 비틀림 전자 시험 장치를 사용하여 시편을 자유 진동시킨 다옴 시간의 경과에 따른 진동 후의 변화를 측정하는 방법에 의해마찰계수를 측정하는 방법으로 측정하였다. 즉, 시료의 진동감쇠능 측정은 횡 형 내부마찰 측정 장치 (眞空理化, IFT-1500)를 이용하여 대수 감쇠율을 측정하였다.
- 즉, 시료의 진동감쇠능 측정은 횡 형 내부마찰 측정 장치 (眞空理化, IFT-1500)를 이용하여 대수 감쇠율을 측정하였다. 이 실험은 진동을 가하는 전극과 진동을 검출하는 전극 위에 시료를 2개의 평행한 세선으로 전극에 접촉되지 않게 배열한 다옴 진동을 가하는 전극으로 강제 진동시킨 후 자유 감쇠 시켜 감쇠할때까지의 파수를 측정하여 대수 감쇠율(δ=1/n In A0/An, 여기서 n: 파수, A0: 최초파의 진폭, An: n번째 파의 진폭)을 측정하였다.
- 잉곳으로 만들었다. 이를 l, 200℃의 온도에서 열간 압연하여 약 3mm 두께의 판재로 압연 한 다 옴 산세 (pickling) 후 실온에서 압연하여 필요한 두께 인 1, 1.2, 1.4 및 2mm 두께의 판재로 만들었다. 또한 냉 간 압연이 끝난 시료를 1050℃에서 용체화처리 (solution treatment)를 실시한 다옴 상온서 압연율을 달리하는 압연을 실시하여 최종 1mm가 되도록 하여 감쇠능 측정 시험편 및 미세조직의 정성 및 정량 분석 시험편 등으로 사용하였으며, 이때 사용된 시험편의 화학적 조성을 Table.
- 옴 압연율 변화에 따른 감쇠능의 변화를 조사하기 위한 대수 감쇠율 측정은 비틀림 전자 시험 장치를 사용하여 시편을 자유 진동시킨 다옴 시간의 경과에 따른 진동 후의 변화를 측정하는 방법에 의해마찰계수를 측정하는 방법으로 측정하였다. 즉, 시료의 진동감쇠능 측정은 횡 형 내부마찰 측정 장치 (眞空理化, IFT-1500)를 이용하여 대수 감쇠율을 측정하였다. 이 실험은 진동을 가하는 전극과 진동을 검출하는 전극 위에 시료를 2개의 평행한 세선으로 전극에 접촉되지 않게 배열한 다옴 진동을 가하는 전극으로 강제 진동시킨 후 자유 감쇠 시켜 감쇠할때까지의 파수를 측정하여 대수 감쇠율(δ=1/n In A0/An, 여기서 n: 파수, A0: 최초파의 진폭, An: n번째 파의 진폭)을 측정하였다.
- 첨가된 합금원소의 변화 및 압연율 변화에 따른 미세조직의 정량적 변화를 측정하기 위한 X선 회절시험은 Mo-Kai 톡성 X선으로 l°/min의 속도로 회절 시험하였을 때 얻은 회절 선도로부터 오스테나이트, # 마르텐사이트 및 # 마르텐사이트 상의 체적 분율 변화를 측정하였다. 이때 체적분율 측정은 X선 회절 선도 중 # (110), #(200), #(10 ・ 0)면에 해당하는 회절선의 적분강도 값으로부터 구하였다.
대상 데이터
- Fe-Cr-Mn에 3%Co 및 l%Ti이 첨가된 시료를 상온에서 압연율을 달리하는 냉간 압연을 실시한다. 옴 압연율 변화에 따른 감쇠능의 변화를 조사하기 위한 대수 감쇠율 측정은 비틀림 전자 시험 장치를 사용하여 시편을 자유 진동시킨 다옴 시간의 경과에 따른 진동 후의 변화를 측정하는 방법에 의해마찰계수를 측정하는 방법으로 측정하였다.
- 본 실험에 사용된 시료는 Fe-12Q-22Mn의 화학조성에 3%의 Co 및 1%의 Ti이 첨가된 시료를 진공 고주파 용해로에서 용해한 다옴 소정의 크기를 갖는 잉곳으로 만들었다. 이를 l, 200℃의 온도에서 열간 압연하여 약 3mm 두께의 판재로 압연 한 다 옴 산세 (pickling) 후 실온에서 압연하여 필요한 두께 인 1, 1.
성능/효과
- 1. 두 시료 모두 가공에 의해 오스테나이트 조직이마르텐사이트 조직으로 가공 유기변태 되었다. 또한 가공량의 증가와 함께 # 마르텐사이트의 양은 증가하지만 #: 마르텐사이트의 양은 증가하다 톡정 가공량에서 최대값을 나타낸 후 감소하였다.
- 2. 두 시료 모두 대수 감쇠율은 가공에 의해 오스테나이트 조직이 # 마르텐사이트 조직으로 변태되는데 기인되어 가공량이 증가할수록 증가하다 3%의 Co가 첨가된 시료는 30%에서, 1%의 Ti 가 첨가된 시료는 15%에서 최대 값을 나타낸 후 감소하였다.
- 3. 두 시료 모두 감쇠능은# 마르텐사이트에 강하게 영향 올 받고 있지만 # 마르텐사이트에는 크게 영향 올 받지 않고 있옴을 알 수 있다. 또한, 1% Ti가 첨가된 시료가 3% Co가 첨가된 시료보다 더 많은 양의 # 마르텐사이트가 생성되는데 기인되어 대수 감쇠율이 높게 나타났다.
- 5는 두 시료의 감쇠능에 미치는 냉간가공의영향올 알아보기 위하여 시료를 상온에서 가공량을 달리하는 냉간압연을 한 다옴 대수 감쇠율을 측정하여 나타낸 것이다. 두 시료 모두 대수 감쇠율은 가공량의 증가와 함께 증가하다가 톡정 가공량에서 최대 값을 나타낸 후 감소하는 경향을 나타내고 있옴올 알 수 있고, 이러한 결과는 가공량의 변화에 따른 # 마르텐사이트 조직의 체적분율 변화와 비슷한 거동임을 알 수 있다. 이 결과로부터 진동 감쇠능은 # 마르텐사이트 조직에 크게 영향을 받고 있옴올 알 수 있다.
- 3과 4는 Fe-12CX-22Mn에 3%Co 및 1%의 Ti가 첨가된 시료를 상온에서 가공량을 달리하는 압연을 실시한 다옴 가공량의 변화에 따른 각상의 체적 분율 변화를 조사하여 나타낸 것이다. 두 시료 모두 비슷한 거동으로 가공량이 증가함에 따라 오스테나이트의 양은 급격히 감소하고 있고, # 마르텐사이트의 양은 증가하다 톡정 가공량에서 최대 값 올 나타낸 다옴 감소하는 톡이한 거동을 나타내고 있는데 반하여 # 마르텐사이트의 양은 서서히 증가 하다 # 마르텐사이트가 감소하기 시작하는 지점 부근부터 급격히 증가하고 있옴을 알 수 있다.
- 1은 Fe-12Q*-22Mn의 화학조성에 3% Co 및 1% Ti이 첨가된 용체화처리한 시료와 용체화처리후 상온에서 약 15% 및 50% 냉간압연 한 시료의 미세조직 올 광학현미경에 의해 나타낸 것이다. 두시료 모두 용체화처리한 사진에서는 오스테나이트조직에 광학 현미경으로 관찰이 어려운 소량의 마르텐사이트 조직으로 이루어져 있옴을 알 수 있고, 15% 및 50% 냉간압연 한 시료에서는 오스테나이트조직이 가공에 의해 마르텐사이트 조직으로 가공유기 변태되어 많은 양의 마르텐사이트 조직이 존재하고 있옴을 알 수 있다. 또한 압연량이 많아질 수록 가공유기 생성되는 마르텐사이트가 많아지고 있옴올 알 수 있다.
- 두 시료 모두 감쇠능은# 마르텐사이트에 강하게 영향 올 받고 있지만 # 마르텐사이트에는 크게 영향 올 받지 않고 있옴을 알 수 있다. 또한, 1% Ti가 첨가된 시료가 3% Co가 첨가된 시료보다 더 많은 양의 # 마르텐사이트가 생성되는데 기인되어 대수 감쇠율이 높게 나타났다.
- 본 실험에서도 a' 마르텐사이트가 오스테나이트 상내 전위뿐만 아니라 #: 마르텐사이트의 벤드함 경계의 이동 및 # 마르텐사이트 내부의 형제 정계 면의 이동 등 4가지로 알려져 있다7) 따라서 본 실험의 경우 가공도가 낮은 초기단계에서 가공량의 증가와 함께 감쇠율이 증가하는 것은 # 마르텐사이트의 양이 많아지는데 기인되는 오스테나이트와 # 마르텐사이트의 계면 이동과 # 마르텐사이트 내의 적층결함의 증가에 기인되는 적층결함 경계의 이동 때문이고, 가공도가 많아지면 대수 감쇠율이 감소하는 이유는 # 마르텐사이트의 양이 감소하여 # 마르텐사이트 내 적층결함이 감소할 뿐만 아니라# 마르텐사이트 내 많은 전위가 발생하여 적층결함의 이동을 어렵게 하기 때문이라 생각 된다7). 한편 3%Co를 첨가한 시료보다 l%Ti이 첨가된 시료가 감쇠능이 높게 나타나고 있옴을 알 수 있고, 또한 3%Co를 함유한 시료는 가공량이 30%일 때 감쇠율이 가장 높은데 반하여, l%Ti이 첨가된 시료에서는 가공량이 15%일 때 가장 높은 것을 알 수 있다. 이와 같은 이유는 가공에 의해 오스테나이트 조직이# 및 # 마르텐사이트 조직으로 변태되는 강의 경우 가공유기 변태되는 정도는 오스테나이트의 안정도에 지배되고, 오스테나이트의 안정도는 화학조성, 가공온도, 결정립크기 등에 지배된다5) 따라서 1% Ti이 첨가된 시료의 경우가 3%Co가 첨가된 시료에 비하여 오스테나이트의 안정도가 더욱 낮기 때문에 변형에 의해 더 많은 양의 오스테나이트가 # 마르텐사이트로 변태할 뿐만 아니라, 가공량이 적은 변형의 초기 단계에서 더 많은 양의# 마르텐사이트가 생성되기 때문이라 생각된다.
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