[논문]페라이트상을 갖는 12Cr 내열강의 기계적성질에 미치는 템퍼링 처리의 영향

강창룡; 이상명; 조영관; 변삼섭; 정병호

doi:10.9726/kspse.2011.15.2.049

문제 정의

따라서 본 연구는 마르텐사이트 조직에 소량의 페라이트 조직을 갖는 원심주조 한 12%Cr 마르텐사이트계 내열강의 최적 템퍼링처리 조건을 확보하기 위하여 수행하였다. 즉, 먼저 12%Cr을 갖는 시료를 용해 후 원심주조 한 다음 단조 가공하고, 이를 강제 공랭하여 마르텐사이트 조직에 소량의 페라이트 조직을 갖는 시료를 만들었다.
마르텐사이트 조직에 소량의 페라이트 조직을 갖는 원심주조 한 12Cr 내열강의 미세조직 및 기계적 성질에 미치는 템퍼링 처리의 영향을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

제안 방법

즉, 먼저 12%Cr을 갖는 시료를 용해 후 원심주조 한 다음 단조 가공하고, 이를 강제 공랭하여 마르텐사이트 조직에 소량의 페라이트 조직을 갖는 시료를 만들었다. 그 다음 시료를 용체화처리후 템퍼링 처리의 온도와 시간을 변화시킨 템퍼링 처리를 하여 템퍼링 처리 조건 변화에 따른 미세조직 및 기계적성질 변화를 조사하였다.
수냉하는 용체화 처리를 하였다. 그 후 템퍼링 처리는 템퍼링처리 온도를 540C에서 660C까지, 템퍼링처리 시간을 30분에서 최대 600분까지 달리 하여 실시하였다.
구하였다. 또한 인장시험은 시험편을 ASTM 의 규정을 따라 표점거리가 25mm가 되는 sub size로 제작한 다음, 조건을 변화시킨 템퍼링 처리를 실시한 후 상온에서 Cross head speed를 2m/min. 로 하여 시험하였다.
현미경으로 조사하였다. 또한 템퍼링처리 조건변화에 따라 마르텐사이트 상에서 일어나는 Cr 의 농도변화는 EPMA 분석기를 사용하여 조사하였다.
마르텐사이트 조직에 소량의 페라이트 조직을 갖는 시료에서 오스테나이트화 처리 후 템퍼링처리 할 때 석출되는 탄화물의 동정은 석출된 탄화물을 전해추출 한 다음 X-선 회절시험 하여 동정하였다. 이때 탄화물의 전해추출은 메틸알콜 90%와 염산 10%을혼합한 전해액에서 전압 4V 의 조건하에서 전해 추출하여 분말을 얻었다.
원심주조 된 마르텐사이트 조직에 소량의 페라이트 조직을 갖는 12%Cr 마르텐사이트계 내열강의 기계적 성질에 미치는 템퍼링 처리의 영향을 조사하기 위한 열처리는 먼저 시료를 880C 에서 1시간 유지 후 수냉하는 용체화 처리를 하였다. 그 후 템퍼링 처리는 템퍼링처리 온도를 540C에서 660C까지, 템퍼링처리 시간을 30분에서 최대 600분까지 달리 하여 실시하였다.
원심주조 후 단조작업 한 다음 용체화 처리한 시료의 미세조직은 광학현미경을 사용하여 관찰하였고, 템퍼링처리 조건변화에 따른 미세조직 변화는 주사 전자 현미경으로 조사하였다. 또한 템퍼링처리 조건변화에 따라 마르텐사이트 상에서 일어나는 Cr 의 농도변화는 EPMA 분석기를 사용하여 조사하였다.
수행하였다. 즉, 먼저 12%Cr을 갖는 시료를 용해 후 원심주조 한 다음 단조 가공하고, 이를 강제 공랭하여 마르텐사이트 조직에 소량의 페라이트 조직을 갖는 시료를 만들었다. 그 다음 시료를 용체화처리후 템퍼링 처리의 온도와 시간을 변화시킨 템퍼링 처리를 하여 템퍼링 처리 조건 변화에 따른 미세조직 및 기계적성질 변화를 조사하였다.
템퍼링 처리 조건 변화에 따른 경도변화는 마이크로비커스 경도계를 사용하여 1kg 의 하중하에서 7회 이상 측정하여 최대 값과 최소 값을 제외한 다음 평균하여 구하였다. 또한 인장시험은 시험편을 ASTM 의 규정을 따라 표점거리가 25mm가 되는 sub size로 제작한 다음, 조건을 변화시킨 템퍼링 처리를 실시한 후 상온에서 Cross head speed를 2m/min.
로 하여 시험하였다. 한편 충격시험은 인장시험과 마찬가지로 2mm V 노치를 갖는 샤르피 충격시험편으로 제작하여 조건을 달리하는 템퍼링 처리한 다음 상온에서 시험하였다.

대상 데이터

실험에 사용된 시료는 전해철, Fe-Cr 등을 사용하여 고주파 용해로에서 용해 후 원심주조 하여 링 형상의 잉곳을 제작하였다. 이 잉곳을 1150℃에서 균질화 처리 한 다음 단조 가공을 시작하여 단조비가 30%가 되도록 단조 가공한 다음 950C 에서 단조 가공을 완료 한 후 강제 공랭하여 마르텐사이트 조직에 소량의 페라이트 조직을 갖는 시료를 만들어 실험에 사용하였다.
고주파 용해로에서 용해 후 원심주조 하여 링 형상의 잉곳을 제작하였다. 이 잉곳을 1150℃에서 균질화 처리 한 다음 단조 가공을 시작하여 단조비가 30%가 되도록 단조 가공한 다음 950C 에서 단조 가공을 완료 한 후 강제 공랭하여 마르텐사이트 조직에 소량의 페라이트 조직을 갖는 시료를 만들어 실험에 사용하였다. 실험에 사용된 시료의 화학조성을 Table 1에 나타내었다.

성능/효과

1) 템퍼링처리 온도가 증가할수록 그리고 템퍼링처리 시간이 길어질수록 기지조직인 마르텐사이트내 C 및 Cr의 농도는 감소하고, Cr23C₆ 탄화물의 석출량은 증가하였다.
2) 용체화처리 후 템퍼링처리 하면 인장강도와 경도는 크게 감소하고, 연신율과 충격값은 크게 증가하였다.
3) 템퍼링처리 온도가 높아질수록 인장강도와 경도는 서서히 감소하고 있는데 반하여, 연신율은 서서히 증가하고, 충격값은 빠르게 증가하였다.
4) 템퍼링처리 시간이 길어질수록 인장강도와 경도는 감소하고 있는데 반하여, 연신율과 충격값은 서서히 증가하였다.
이 사진에서 알 수 있는 바와 같이 마르텐사이트의 기지조직에 회색으로 나타나 있는 소량의 페라이트 조직이 이전의 오스테나이트 입계를 따라서 석출되어 존재하고, 2상 조직으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 또한 시료내 존재하고 있는 페라이트 조직의 체적분율은 화상분석 시험기를 사용하여 측정한 결과 약 7.8% 이었다.
용체화처리 한 시료를 템퍼링 처리 하면 인장강도는 크게 낮아지고 있는데 반하여 연신율은 크게 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 템퍼링 처리 온도가 높아질수록 인장강도는 서서히 감소하고 있는데 반하여 연신율은 서서히 증가하고 있는 것을 알 수 있다.
이상의 실험결과에서 템퍼링처리 시간이 길어질수록 인장강도가 서서히 감소하고 충격값이 서서히 증가하는 이유는 Fig.7 에서 알 수 있는 바와 같이 템퍼링처리 시간이 길어질수록 많은 양의 Cr23C₆ 형 탄화물이 석출됨으로서 기지 조직내 고용되어 있는 C 및 Cr 등과 같은 함금원소의 양이 적어지는데 기인되어기지조직인 마르텐사이트의 경도가 낮아지기 때문이라 판단 된다.6)
이상의 실험결과에서 템퍼링처리 온도가 높아질수록 인장강도와 경도값이 서서히 감소하고, 연신율과 충격 값이 증가하는 이유는 Fig.2 에서 알 수 있는 바와 같이 템퍼링처리에 의해 마르텐사이트 조직이 템퍼드 마르텐사이트 조직으로 변태될 뿐만 아니라 템퍼링처리 온도가 높아질수록 많은 양의 탄화물이 석출됨으로서 기지조직 내 고용되어 있는 C, Cr 등의 농도가 낮아지는데 기인되어 상대적으로 기지조직의 경도값이 낮아지기 때문이라 판단된다6).
5는 인장성질, 경도 및 충격값에 미치는 템퍼링처리 온도의 영향을 보다 상세하게 규명하기 위하여 용체화처리 한 시료를 여러 온도에서 템퍼링 처리하였을 때 템퍼링처리 온도변화에 따른 기지조직 내 Cr 의 농도 변화를 EPMA 에 의해 조사하여 나타낸 것이다. 템퍼링처리 온도가 높아질수록 기지조직인템퍼드 마르텐사이트 조직 내 Cr 의 농도가 낮아지고 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이 템퍼링처리 온도가 높아질수록 기지조직내 Cr 의 농도가 낮아지는 이유는 Fig.

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

페라이트상을 갖는 12Cr 내열강의 기계적성질에 미치는 템퍼링 처리의 영향
Effect of tempering treatment on the mechanical properties in 12Cr heat resistant steel with ferrite phase 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

참고문헌 (6)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

페라이트상을 갖는 12Cr 내열강의 기계적성질에 미치는 템퍼링 처리의 영향 Effect of tempering treatment on the mechanical properties in 12Cr heat resistant steel with ferrite phase 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

참고문헌 (6)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

강창룡 (100) 이상명 (2) 조영관 (1) 정병호 (50)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

페라이트상을 갖는 12Cr 내열강의 기계적성질에 미치는 템퍼링 처리의 영향
Effect of tempering treatment on the mechanical properties in 12Cr heat resistant steel with ferrite phase 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper