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제안 방법
- 따라서 본 연구에서는 장대레일로 이용되는 KR60 규격의 레일에 대하여 제작 시의 미세조직과 결정구조를 레일 단면 내 위치 별로 분석하였고, 각 위치에서 기계적 특성을 분석하였다. 또한 KR60 레일이 실제 노선에서 장기간 사용된 마모레일에 대해서도 제작시 레일과 동일한 위치에 샘플을 채취하여 구조 및 기계적 물성을 측정함으로써, 열차 주행에 따른 기계적 특성 변화를 살펴보았다.
- 따라서 본 연구에서는 장대레일로 이용되는 KR60 규격의 레일에 대하여 제작 시의 미세조직과 결정구조를 레일 단면 내 위치 별로 분석하였고, 각 위치에서 기계적 특성을 분석하였다. 또한 KR60 레일이 실제 노선에서 장기간 사용된 마모레일에 대해서도 제작시 레일과 동일한 위치에 샘플을 채취하여 구조 및 기계적 물성을 측정함으로써, 열차 주행에 따른 기계적 특성 변화를 살펴보았다.
- 레일의 단면 내 위치에 따른 미세조직의 차이를 분석하기 위해서 두부, 복부, 저부를 포함한 총 4개의 위치를 레일의 중립축을 따라 선정하였고, 각 위치에서 샘플을 채취하여 미세조직을 분석하였다(Fig. 1(a)).
- 본 연구에서는 KR60 규격의 신레일과 마모레일의 미세조직, 결정구조, 기계적 물성을 비교 분석하였고 결과를 요약하면 아래와 같다.
- 1(a)). 열차운행에 의한 마모가 레일 미세조직에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 동일한 위치에서 신레일과 마모레일의 조직을 비교 분석하였다. 시험 편은 4% Nital을 이용하여 에칭한 후 광학 현미경 Olympus BX51M을 사용하여 1000배율로 미세조직을 관찰하였고 그 후 동일한 시편을 주사전자현미경을 사용하여 10000배율의 고해상도 사진을 촬영하였다.
대상 데이터
- KR60신레일과 마모레일의 미세조직은 페라이트와 펄라이트가 섞여있는 조직으로 위치별 결정구조가 모두 BCC 구조였다. 다만 마모레일의 두부 표면인 1번 위치에서의 결정립은 equiaxial이 아닌 한쪽 방향으로 길게 늘어난 형태를 보였고, 인장물성 및 경도가 다른 위치들보다 높은 강도 및 경도 특성을 보였다.
- 본 연구에서는 KR60 규격의 제작 시 레일(신레일)과 실제 노선에서 사용 후 교체된 마모 레일을 사용하였다. 레일의 공칭조성을 Table 1에 나타내었다.
- 열차운행에 의한 마모가 레일 미세조직에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 동일한 위치에서 신레일과 마모레일의 조직을 비교 분석하였다. 시험 편은 4% Nital을 이용하여 에칭한 후 광학 현미경 Olympus BX51M을 사용하여 1000배율로 미세조직을 관찰하였고 그 후 동일한 시편을 주사전자현미경을 사용하여 10000배율의 고해상도 사진을 촬영하였다. 레일의 결정구조는 Rigaku D/MAX2500를 사용하여 30~110도 범위에서 X-ray diffraction (XRD) 패턴을 통하여 분석하였다.
- 신레일과 마모레일 단면 내에서 위치에 따른 인장 거동의 차이를 확인하기 위해서 두부, 복부, 저부를 포함한 총 4개의 위치에서 인장 시험편을 제작하였다(Fig. 1(b)).
데이터처리
- 변형율은 신율계를 사용하여 측정하였고, 변형율 속도 10-4/s를 사용하여 시편이 파단날 때까지 인장시험을 진행하였다. 또한 레일 각 위치에서의 경도는 Vickers hardness 장치를 사용하여 1.3mm의 간격으로 측정한 후 평균 경도 값을 구하였다.
- 시험 편은 4% Nital을 이용하여 에칭한 후 광학 현미경 Olympus BX51M을 사용하여 1000배율로 미세조직을 관찰하였고 그 후 동일한 시편을 주사전자현미경을 사용하여 10000배율의 고해상도 사진을 촬영하였다. 레일의 결정구조는 Rigaku D/MAX2500를 사용하여 30~110도 범위에서 X-ray diffraction (XRD) 패턴을 통하여 분석하였다.
- 1(b)). 변형율은 신율계를 사용하여 측정하였고, 변형율 속도 10-4/s를 사용하여 시편이 파단날 때까지 인장시험을 진행하였다. 또한 레일 각 위치에서의 경도는 Vickers hardness 장치를 사용하여 1.
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