[논문]침상형 페라이트 조직의 결정립 크기 측정방법

김가희; 김희진; 허무영

doi:10.5781/kwjs.2009.27.1.014

문제 정의

상기한 결과를 보다 정량적으로 평가하기 위하여, 각각에 대해 등급(rating)을 부여하여 적정 조건을 도출하고자 하였다. 등급의 기준은 '침상형 페라이트의 입계가 명확하게 관찰되어 그 형상과 크기를 측정하기에 적합한가?'로 하였으며 , 동일한 시편에서 여러 장의 사진을 얻어 각각에 대해 등급을 부여하고 이를 평균하여 얻어진 평균치를 각각의 조건에 대한 등급으로 하였다.
이러한 선들이 부분적으로는 결정면의 단차에 의해 보여 지기도 하지만, 단차가 없는 평활한 부위에서도 나타나고 있다. 여기서 보여주는 선들이 어떠한 성질의입계인지 확인할 수는 없었지만, 이들이 침상형 페라이트의 결정립계와 관련되어 있을 것이라고 판단하고, 전해 에칭/SEM 조합을 활용하여 결정입경을 측정하고자 하였다. 이를 위해서 먼저 기존의 전해에칭 조건을 입계관찰에 적합한 조건으로 최적화할 필요가 있었다.
이에 본 기술보고에서는 저자들의 연구실에서 최근 개발한 시험방법, 즉 침상형 페라이트의 결정립 크기를 측정할 수 있는 시험방법을 소개하고자 한다.

제안 방법

Table 2와 같이 구성된 표에 의하여 각각의 조건에서 전해 에칭을 수행 하고, 에칭된 시편을 SEM으로 관찰 하였다. 관찰된 결과는 Fig.
다음으로는 어떤 인자가 가장 큰 영향을 미치는지 , 각각의 설계인자가 서로 상호작용을 가지고 있는지, 영향을 미친다면 어느 정도의 영향을 미치는지를 파악하기 위해 요인분석을 수행하였다. Fig.
하였다. 등급의 기준은 '침상형 페라이트의 입계가 명확하게 관찰되어 그 형상과 크기를 측정하기에 적합한가?'로 하였으며 , 동일한 시편에서 여러 장의 사진을 얻어 각각에 대해 등급을 부여하고 이를 평균하여 얻어진 평균치를 각각의 조건에 대한 등급으로 하였다. 이렇게 하여 얻어진 등급 판정 결과를 미니탭 (MINITAB)을이용하여 cube plot한 결과를 Fig.
그리고 DOE에 필요한 설계 인자와 인자들의 수준은 Table 1과 같이 하였다. 설계 인자는 전압(V), 시간(time), 온도(temperature)로 하였고, 각각의 인자에 대해 2개의 조건을 설정하여 3인자 2수준으로 하였다. Table 2는 실험 순서에 따른 각각의 실험조건을 직교 배열표로 나타내었는데, full factorial로 2 X 2 X 2 = 8 번 실험하였으며, 반복이나 블록화는 하지 않았다.
여기서 보여 주듯이, 침상형 페라이트 조직의 결정립 형상은 매우 불규칙하며 다소연신된 형상을 가지고 있음을 알 수 있다. 이들 사진을 기초하여 각각의 결정립에 대해 크기를 측정하였는데, 결정립이 연신되어 있음을 고려하여 장축과 단축의 길이를 측정하여 평균하였다. 측정결과는 장축이 2.
8에서 확인해보면, 전압과 시간 사이에는 교호작용이 크며 , 전압과 온도 그리고 시간과 온도 사이의 교호작용은 크지 않음을 알 수 있다. 이러한 결과로부터 전압과 에칭시간을 적절히 조정하면 보다 좋은 품질의 미세조직을 얻을 수 있을 것으로 판단하고, 이들을 미세 조정하여 추가적인 시험을 수행하게 되었다. 이러한 추가 시험을 통하여 최적의 전해 에칭 조건을 도출하게 되었는데, 최적화된 조건에서 얻어진 미세조직 사진을 Fig.

대상 데이터

전해에칭에 사용된 용액은 10% perchloric acid 만을 사용하였다. 그리고 DOE에 필요한 설계 인자와 인자들의 수준은 Table 1과 같이 하였다.

이론/모형

최소의 실험으로 최적의 에칭조건을 확보하기 위하여 최근 여러 분야에서 다양하게 적용 되고 있는 실험계획법 (design of experiment, 이하 DOE라 칭함) 을 활용하였다. 전해에칭에 사용된 용액은 10% perchloric acid 만을 사용하였다.

성능/효과

1) 시험조건에 따라 입계의 선명도에 있어 커다란 차이를 보여 주었다.
2) 전압이 30V인 경우보다는 40V인 경우에 보다 양호한 결과를 보여 주었다.
3) 일부 시험조선에서는(7번 조건 등) 입계가 거의 나타나지 않았거나 전혀 나타나지 않았다.
수행되지 못하였다. 그러나 본 보고에서 보여준 전해 에칭/SEM 조합의 시험방법을 활용하면 침상형 페라이트의 결정립 형상을 확인할 수 있고, 결정립의 미세 정도를 결정립 크기로 정량화할 수 있다. 더구나 본 방법을 활용하면 침상형 페라이트 조직 내에 분산된 미세 상까지도 명확히 보여 줄 수 있어서, 이들 성분의 분율도 정량적으로 그리고 신뢰성 있게 측정할 수 있음을 보여 주었다.
그러나 본 보고에서 보여준 전해 에칭/SEM 조합의 시험방법을 활용하면 침상형 페라이트의 결정립 형상을 확인할 수 있고, 결정립의 미세 정도를 결정립 크기로 정량화할 수 있다. 더구나 본 방법을 활용하면 침상형 페라이트 조직 내에 분산된 미세 상까지도 명확히 보여 줄 수 있어서, 이들 성분의 분율도 정량적으로 그리고 신뢰성 있게 측정할 수 있음을 보여 주었다. 이에 저자들은 향후 이러한 방법을 활용하여 용접금속의 미세조직을 보다 세밀히 분석할 수 있기를 기대한다.
4는 저자들이 비금속개재물에 관한 연구를 수행하기 위하여 장시간 전해에칭 (electro-etching)한 다음에 에칭된 시편을 SEM으로 관찰한 사진이다. 본 사진에서는 비금속개재물이 기지로부터 온전히 노출되어있을 뿐만 아니라 기지 조직에 입계와 같이 보이는 선 (line)들이 선명히 나타나고 있음을 우연히 발견하게 되었다. 이러한 선들이 부분적으로는 결정면의 단차에 의해 보여 지기도 하지만, 단차가 없는 평활한 부위에서도 나타나고 있다.

후속연구

그리고 아직은 이들 입계가 저각입계인지 또는 고각입계인지, 그리고 이러한 결정립 계가 어떻게 생성되는 건지 등에 대해서는 확인하지 못하였다. 결론적으로 Fig. 9에서 보여주는 결정입계를 엄밀히 규정한다면, 이를 morphological packet boundary 라고 칭하여야 할 것이다. 향후 electron backscattered diffraction (EBSD) 등을 이용하여 이들 경계의 결정학적 분석이 이루어진다면 결정학적인 입계, 즉 cry stallographic packet boundary와의 상관성이 밝혀질 수 있을 것이다.
여기서 보여주는 선들이 어떠한 성질의입계인지 확인할 수는 없었지만, 이들이 침상형 페라이트의 결정립계와 관련되어 있을 것이라고 판단하고, 전해 에칭/SEM 조합을 활용하여 결정입경을 측정하고자 하였다. 이를 위해서 먼저 기존의 전해에칭 조건을 입계관찰에 적합한 조건으로 최적화할 필요가 있었다. 이에 다음 절에서는 최적화하는 과정에 대해 기술하고자 한다.
더구나 본 방법을 활용하면 침상형 페라이트 조직 내에 분산된 미세 상까지도 명확히 보여 줄 수 있어서, 이들 성분의 분율도 정량적으로 그리고 신뢰성 있게 측정할 수 있음을 보여 주었다. 이에 저자들은 향후 이러한 방법을 활용하여 용접금속의 미세조직을 보다 세밀히 분석할 수 있기를 기대한다.
9의 결과를 활용하면 이러한 미세상의 분율을 정량적으로 평가할 수 있을 것이다. 즉 본시험 방법은 미세상을 정량적으로 평가함에 있어서도 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
9에서 보여주는 결정입계를 엄밀히 규정한다면, 이를 morphological packet boundary 라고 칭하여야 할 것이다. 향후 electron backscattered diffraction (EBSD) 등을 이용하여 이들 경계의 결정학적 분석이 이루어진다면 결정학적인 입계, 즉 cry stallographic packet boundary와의 상관성이 밝혀질 수 있을 것이다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 침상형 페라이트 조직의 결정립 크기 측정방법
Technique for Grain Size Measurement of Acicular Ferrite Microstructure 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

참고문헌 (16)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 침상형 페라이트 조직의 결정립 크기 측정방법 Technique for Grain Size Measurement of Acicular Ferrite Microstructure 원문보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

참고문헌 (16)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

김희진 (45) 허무영 (22)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 침상형 페라이트 조직의 결정립 크기 측정방법
Technique for Grain Size Measurement of Acicular Ferrite Microstructure 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper