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[국내논문] 철계 소결합금의 오스테나이트 안정성
Austenite Stability of Sintered Fe-based Alloy 원문보기

한국분말야금학회지 = Journal of Korean Powder Metallurgy Institute, v.27 no.5, 2020년, pp.414 - 419  

최승규 (전북대학교 신소재공학부) ,  서남혁 (전북대학교 신소재공학부) ,  전준협 (전북대학교 신소재공학부) ,  손승배 (전북대학교 신소재공학부) ,  이석재 (전북대학교 신소재공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In the present study, we investigated the austenite stability of a sintered Fe-based nanocrystalline alloy. The volume fraction of austenite was measured based on the X-ray diffraction data of sintered Fe-based nanocrystalline alloys, which were prepared by high-energy ball milling and spark plasma ...

주제어

#Austenite stability   #Nanocrystalline   #Fe-based alloy   #Martensite start temperature  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 아직 까지 다양한 합금조성의 철계 소결합금의 안정성을 정량적으로 비교한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 열역학 계산과 기존 오스테나이트 안정성을 표현할 수 있는 수식들을 활용하여 철계 소결합금의 오스테나이트 안정성을 새롭게 정량적으로 고찰하였다.
  • 본 연구에서는 철계 소결합금의 오스테나이트 안정성을 정량적으로 평가하였다. 철계 소결합금의 상온 오스테나이트 분율은 Mn, Ni, C와 같은 오스테나이트 안정화 원소의 첨가량에 비례할 뿐만 아니라 소결합금의 나노결정립 효과에 의해 오스테나이트 안정성 증가 효과가 매우 높음을 확인하였다.
  • 이번 연구에서는 철계 소결합금에서 측정된 오스테나이트 분율을 분석하여 나노 수준의 결정립을 갖는 철계 소결합금의 오스테나이트 안정성에 대해 조사하였다. 아직 까지 다양한 합금조성의 철계 소결합금의 안정성을 정량적으로 비교한 연구는 미비한 실정이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
순수한 철은 몇도에서 열역학적으로 오스테나이트와 페라 이트가 안정적으로 존재하는 영역이 구분되는가? 일반적인 철계 합금에서 오스테나이트는 고온 안정상으로 냉각 중 페라이트로 상변태가 발생한다. 순수한 철의 경우 912℃를 경계로 열역학적으로 오스테나이트와 페라 이트가 안정적으로 존재하는 영역이 구분된다[1]. 오스테나이트 안정화 원소로 알려진 C, Mn, Ni과 같은 합금 원소가 첨가될 경우 그 함량이 증가함에 따라 Fe-X 상태도 (X=C, Mn, Ni 등)에서 오스테나이트 안정화 영역이 넓어지게 된다[2].
철계 소결합금의 오스테나이트 안정성을 정량적으로 평가한 연구의 결론은? 본 연구에서는 철계 소결합금의 오스테나이트 안정성을 정량적으로 평가하였다. 철계 소결합금의 상온 오스테나이트 분율은 Mn, Ni, C와 같은 오스테나이트 안정화 원소의 첨가량에 비례할 뿐만 아니라 소결합금의 나노결정립 효과에 의해 오스테나이트 안정성 증가 효과가 매우 높음을 확인하였다. 열역학 계산과 기존 오스테나이트 안정성을 표현할 수 있는 수식들을 활용하여 철계 나노결정립소결합금의 마르텐사이트 시작 온도 예측 수식을 새롭게 제안하였다. 본 연구에서 새롭게 제안된 수식은 밀링 조건이 동일할 때 합금원소에 따른 오스테나이트의 안정성 기여를 보여주고 있다.
오스테나이트 안정화 원소는? 순수한 철의 경우 912℃를 경계로 열역학적으로 오스테나이트와 페라 이트가 안정적으로 존재하는 영역이 구분된다[1]. 오스테나이트 안정화 원소로 알려진 C, Mn, Ni과 같은 합금 원소가 첨가될 경우 그 함량이 증가함에 따라 Fe-X 상태도 (X=C, Mn, Ni 등)에서 오스테나이트 안정화 영역이 넓어지게 된다[2]. 조성에 따라 상온에서 일부 혹은 모든 미세 조직이 오스테나이트인 합금이 개발되고 있는데, 실생활 에서 널리 사용되는 오스테나이트계 스테인리스강이 대표적이다[3, 4].
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참고문헌 (21)

  1. J. Chipman: Met. Trans., 3 (1972) 57. 

  2. H. K. D. H Bhadeshia: Steels microstructure and properties, 3rd ed. Elsevier, (2013). 

  3. G. S. Sun, L. X. Du, J. Hu and R. D. K. Misra: Mater. Sci. Eng. A, 709 (2018) 254. 

  4. Y. H. Kim, J. H. Kim, T. H. Hwang, J. Y. Lee and C. Y. Kang: Met. Mater. Int., 21 (2015) 485. 

  5. B. C. De cooman: Curr. Opin. Solid State Mater. Sci., 8 (2004) 285. 

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  6. Y. Sakuma, O. Matsumura and H. Takechi: Mater. Trans. A, 22 (1991) 489. 

  7. J. Chiang, J. D. Boyd and A. K. Pilkey: Mater. Sci. Eng. A, 638 (2015) 132. 

  8. H. Hermawan, H. Alamdari, D. Mantovani and D. Dube: Powder Metal., 51 (2008) 38. 

  9. S. J. Oh, B. C. Kim, M. C. Suh, I. J. Shon and S. J. Lee: Arch. Metall. Mater., 64 (2019) 863. 

  10. D. Park, S. J. Oh, I. J. Shon and S. J. Lee: Arch. Metall. Mater. 63 (2018) 1479. 

  11. V. Hays, R. Marchand, G. Saindrenan and E. Gaffet: Nanostruct. Mater., 7 (1996) 411. 

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  12. S. Lee, S. J. Lee, S. S. Kumar, K. Lee and B. C. De Cooman: Metal. Mater. Trans. A, 42 (2011) 3638. 

  13. M. Eskandari, A. Najafizadeh and A. Kermanpur: Mater. Sci. Eng. A, 519 (2009) 46. 

  14. S. Choi, J. Jeon, N. Seo, Y. H. Moon, I. J. Shon and S. J. Lee: Arch. Metall. Mater., 65 (2020) 1001. 

  15. S. J. Oh, D. Park, K. Kim, I. J. Shon and S. J. Lee: Mater. Sci. Eng. A, 725 (2018) 382. 

  16. S. J. Oh, J. Jun, I. J. Shon and S. J. Lee: J. Korean Powder Metall. Inst., 26 (2019) 389. 

  17. G. K. Williamson, W. H. Hall: Acta Metall., 1 (1953) 22. 

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  18. K. W. Andrews: JISI., 203 (1965) 721. 

  19. S. J. Lee and K. S. Park: Metal. Mater. Trans. A, 44 (2013) 3423. 

  20. D. P. Koistinen and R. E. Marburger: Acta Metall., 7 (1959) 59. 

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  21. S. J. Oh, I. J. Shon and S. J. Lee: J. Korean Powder Metall. Inst., 25 (2018) 126. 

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