[논문]오스테나이트계 스테인리스강의 감쇠능에 미치는 역변태 오스테나이트의 영향

김영화; 성지현; 강창룡

doi:10.9726/kspse.2015.19.1.070

[국내논문] 오스테나이트계 스테인리스강의 감쇠능에 미치는 역변태 오스테나이트의 영향
Effect of Reversed Austenite on the Damping Capacity of Austenitic Stainless Steel 원문보기

한국동력기계공학회지 = Journal of the korean society for power system engineering, v.19 no.1, 2015년, pp.70 - 75

김영화 (포스코) , 성지현 (동아대학교) , 강창룡 (부경대학교 금속공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The influence of reversed austenite on the damping capacity in austenitic stainless steel with two phase of martensite and reversed austenite was investigated. The two phases of deformation induced martensite and reversed austenite was obtained by an reverse annealing treatment at $500^{\circ}C{\sim}700^{\circ}C$ for various time after 70% cold rolling. With an increase of the reverse annealing treatment temperature and time, volume fraction of reversed austenite was rapidly increased. With an increase of volume fraction of reveresd austenite, damping capacity was rapidly increased. At same volume of reveresd austenite, damping capacity of reversed austenite obtained by reverse annealing treatment at $700^{\circ}C$ for various time was higher then reveresd austenite obtained by reverse annealing treatment at $500^{\circ}C{\sim}700^{\circ}C$ for 10min. Thus, the damping capacity was affected greatly by reversed austenite obtained by annealing treatment at $700^{\circ}C$ for various time.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구에서는 고 Mn 오스테나이트계 스테인리스강을 가공 후 온도와 시간을 달리하는 역변태 어닐링처리에 의해 마르텐사이트와 오스테나이트의 2상 조직 강을 만든 다음 감쇠능에 미치는 역변태 오스테나이트의 영향을 조사하였다.
가공유기 마르텐사이트와 역변태 오스테나이트가 함께 존재하는 2상 조직을 갖는 스테인리스강의 감쇠능에 미치는 역변태 오스테나이트의 영향을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

제안 방법

한편 역변태 어닐링처리한 시료에서 오스테나이트의 체적분율은 Cu-Kα선을 사용하여 2θ를 1° ~ 80° 범위로 정하여 1°/min의 속도로 X-선 회절시험 하였을 때 얻은 회절선도로부터 각 상에 해당하는 상대적분강도 값을 사용하여 구하였다.
감쇠능은 70% 냉간가공한 시료로 부터 방전가공에 의해 2×20×120 mm 크기의 시험편으로 만든 다음, 온도와 700℃에서 시간을 달리하는 역변태어닐링처리 후 횡 형 진동법을 이용하는 진동감쇠능 측정장치(진공이화학, IFT-1500) 를 사용하여 측정하였다.
마르텐사이트와 역변태 오스테나이트가 함께 존재하는 2상 조직강은 2가지 방법의 역변태 어닐링처리를 행하여 오스테나이트 조직의 성상을 달리 하였다. 즉, 냉간압연에 의해 97% 이상의 마르텐사이트를 갖는 시료에 대하여 500℃에서 700℃ 사이의 여러 온도에서 각 10분 역변태 어닐링처리하는 방법과, 700℃의 온도에서 최대 10분 까지 시간을 달리하는 역변태 어닐링처리를 하였다.
마르텐사이트와 역변태 오스테나이트가 함께 존재하는 2상 조직강은 2가지 방법의 역변태 어닐링처리를 행하여 오스테나이트 조직의 성상을 달리 하였다. 즉, 냉간압연에 의해 97% 이상의 마르텐사이트를 갖는 시료에 대하여 500℃에서 700℃ 사이의 여러 온도에서 각 10분 역변태 어닐링처리하는 방법과, 700℃의 온도에서 최대 10분 까지 시간을 달리하는 역변태 어닐링처리를 하였다.⁴⁾
냉간압연한 시료의 미세조직은 광학현미경과 투과전자현미경(Hitach, 200㎸)으로 관찰하였다. 또한 냉간가공 후 온도와 700℃에서 시간을 달리하여 역변태 어닐링처리한 시료의 미세조직도 투과전자현미경으로 관찰하였다.
냉간압연한 시료의 미세조직은 광학현미경과 투과전자현미경(Hitach, 200㎸)으로 관찰하였다. 또한 냉간가공 후 온도와 700℃에서 시간을 달리하여 역변태 어닐링처리한 시료의 미세조직도 투과전자현미경으로 관찰하였다. 한편 역변태 어닐링처리한 시료에서 오스테나이트의 체적분율은 Cu-Kα선을 사용하여 2θ를 1° ~ 80° 범위로 정하여 1°/min의 속도로 X-선 회절시험 하였을 때 얻은 회절선도로부터 각 상에 해당하는 상대적분강도 값을 사용하여 구하였다.
1. 마르텐사이트와 오스테나이트가 함께 존재하는 2상 조직 강은 70% 냉간 압연한 다음, 500에서 700℃사이의 온도에서 시간을 달리하는 역변태 어닐링처리에 의해 얻어졌다.

대상 데이터

시료는 기존 스테인리스강에서 가격을 낮추기 위하여 Cr을 14%, Ni을 5%로 낮추는 대신에 Mn이 6% 첨가되어 있는 오스테나이트계 스테인리스강의 공시재를 사용하였다. 이를 70% 냉간압연하여 오스테나이트 조직의 97%이상을 마르텐사이트 조직으로 만들어 시료로 사용하였다.

성능/효과

3) 그러나 제조방법이 달라지면 마르텐사이트와 오스테나이트 조직의 성상이 달라지게 되어 기계적 성질 뿐만³⁾ 아니라 감쇠능 등이 달라질 것으로 판단된다. 그러나 아직 이에 대한 연구가 폭넓게 수행되지 못하고 있다.
2㎛ 크기 이하의 역변태 된 초 미세립 오스테나이트가 함께 존재하고 있는 2상 조직으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 또한 역변태 어닐링처리 온도가 높아지면 역변태 된 오스테나이트의 양이 많고, 결정립 크기가 크며, 가공에 의해 도입된 전위 등의 밀도가 낮아지고 있는 것을 알 수있다.
이상의 투과전자현미경 관찰로부터 역변태처리조건에 따라 역변태된 오스테나이트의 양, 결정립크기, 전위밀도 등이 달라지고 있으며, 이러한 변화는 감쇠능에 미치는 영향도 달라질 것으로 판단된다.
이상의 결과로부터 마르텐사이트와 역변태 오스테나이트가 함께 존재하는 2상 조직을 갖는 강은 적절한 온도와 시간을 달리하는 역변태 어닐링처리에 의해 제조가 가능함을 알 수 있다.⁴⁾
이상의 결과로 부터 온도와 700℃에서 시간을 달리하여 역변태 어닐링처리한 시료의 감쇠능은 역변태 된 오스테나이트에 크게 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있다.
2. 역변태 어닐링처리 온도가 높아질수록 그리고 시간이 길어질수록 역변태 오스테나이트의 양은 빠르게 증가 하였다.
3. 역변태 오스테나이트의 양이 증가함에 감쇠능은 대단히 빠르게 증가하였다.
5. 700℃에서 시간을 달리하여 역변태 어닐링 처리하였을 때 얻어진 역변태 오스테나이트가 온도를 달리하여 역변태 어닐링처리하였을 때 얻은 역변태 오스테나이트 보다 감쇠능에 더 크게 영향을 미쳤다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	오스테나이트계 스테인리스강의 특징은 무엇인가?	오스테나이트계 스테인리스강은 내식성과 가공성이 우수하여 내식성을 요하는 여러 산업분야에서 많이 사용되고 있지만 항복강도가 낮아 구조용 재료로서는 사용에 제한을 받고 있다. 따라서 강도를 높혀 사용범위를 확대하려는 많은 연구가 수행되어 오고 있다.
	마르텐사이트와 오스테나이트가 함께 존재하는 2상 조직강은 어떻게 제조할 수 있는가?	마르텐사이트와 오스테나이트의 2상 조직을 갖는 강의 제조는 가공온도와 가공량을 달리하는 가공에 의해 오스테나이트 조직의 일부를 마르텐 사이트로 변태시켜 만들 수 있고, 가공에 의해 전부 마르텐사이트로 만든 다음 온도와 시간을 달리하는 역변태 어닐링처리에 의해 마르텐사이트의 일부를 오스테나이트로 변태시켜(역변태 오스테나이트) 만들 수 있다.3) 그러나 제조방법이 달라지면 마르텐사이트와 오스테나이트 조직의 성상이 달라지게 되어 기계적 성질 뿐만3) 아니라 감쇠능 등이 달라질 것으로 판단된다.
	강에서 강도를 높일 수 있는 방법은 무엇이 있는가?	이러한 강에서 강도를 높일 수 있는 방법은 가공과 역변태 어닐링처리 하여 초 미세립의 오스테나이트 조직으로 만들거나2), 마르텐사이트와 오스테나이트 조직이 함께 존재하는 2상 조직 강으로 만드는 방법3) 등이 있다.

참고문헌 (8)

D. Bhandarkar, V. F. Zackzy, Z. R. Paker, 1972, "Stability and Mechanical Properties of Some Metastable Austenitic Steel", Metallurgical Trans, 3, pp. 2619-2631.

상세보기
Y. H. Kim, Y. S. Ahn, H. Y. Jeong, C. Y. Kang, B. H. Jeong, C. G. Kim, 1995b, Strength of Metastable Austenite Stainless Steels by Reversion Treatment, Journal of the Inst. of Met. & Mater., 33(11), 1431-1437.
Y. H. Kim and C. Y. Kang, 2013, Tensile Properties of High Mn Austenitic Stainless Steel with Two phase of Martensite and Austenite, J. of Ocean Engineering and Technology, 27(4), pp. 9-13
Y. H. Kim, J. H. Kim, T. H. Hwang, J. Y. Lee, C. Y. Kang, Effect of austenite on the mechanical properties in high manganese austenitic stainless steel with two phase of martensite and austenite, Metal and Material Inte, Submitted.
K. K. Jee, J. H. Han, W. Y. Jang, 2004, Measurement of volume fraction of $\varepsilon$ martensite in Fe-Mn based alloys, Material Science and Engineering A 378, 319-322.

상세보기
D. Birchon, E. Bromiey and D. Healey, 1968, "Mechanism of energy dissipation in high damping capacity manganess-wpeer alloy", Metal Science Jounal, 2, pp. 41-46.
C. Y. Kang, 2012, "Effect of reverse transformation on the damping capacity in high Mn austenitic Stainless steel",The Korean Society for Power System Engineering, 16(4), pp. 60-65.
R. F. Mehl, 1948, Recrystallization, in Metals Handbook. American Society for Metal, Metal Park, Ohio

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

상세보기

다운로드

내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

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