[논문]용접 열영향부 페라이트 변태 거동에 대한 석출물의 영향

용접 열영향부 페라이트 변태 거동에 대한 석출물의 영향
Transformation behavior for austenite to ferrite in the weld HAZ of precipitate containing steel 원문보기

문준오 (한양대학교 신소재공학부) , 김상훈 (한양대학교 신소재공학부) , 이창희 (한양대학교 신소재공학부) , 정홍철 (포스코 기술연구소 접합연구그룹) , 이종봉 (포스코 기술연구소 접합연구그룹)

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오스테나이트 결정립 크기가 있다. 따라서 본연구에서는 앞서 실험 열사이클에서 언급한 바와같이 등온 변태실험에 앞서 1200℃에서 0, 20, 200초간 유지함으로써 페라이트 변태에 대한 Avrami equation의 작성에 있어서 오스테나이트결정립 크기의 효과를 고려하고자 하였다.
본 연구에서는 페라이트 변태 거동에 대한 석출물의 영향을 살펴보았다. 석출물이 모재 내에 존재하는 경우, 석출물에 의해 결정립 성장이 크게 억제되며, 이는 냉각 중 변태를 위한 핵생성 사이트 밀도를 중가시킴으로써 변태가 촉진되었다.

바와 같다. Table 1에서 확인할 수 있듯이 페라이트 변태에 대한 석출물의 영향을 살펴보기 위하여 A시편과 달리 B시편에 Ti, N을 첨가함으로써 합금에 석출물이 존재하도록 하였다.
1은 각 시편에 대한 둥온 변태 실험을 위한 열사이클을 보여주고 있다. 열처리 재현을 위해 Dilatometer를 이용하였으며, 페라이트 변태 속도에 영향을 주는 오스테나이트 결정립 크기를 변화시키기 위해 1200℃에서 각 시편에 대해 0, 20, 200초 동안 등온 유지하였으며, 70℃/sec의 빠른 속도로 냉각 후, 대상 합금들의 페라이트 변태 온도 구간인 760~640℃에서 20℃간격을 두며 3000sec동안 등온 유지 후 퀜칭하였다.
초기 모재 및 냉각 후 조직은 광학현미경을 통해 관찰하였으며, 시편 내의 석출물들은 Carbon replica technique을 이용하여 TEM을 통해 관찰하였다. 한편 결정립 및 석출물들의 크기는 Image analyzer< 이용하여 측정하였다.

Avrami 방정식이 사용되고 있다. 본 연구에서는 합금원소의 영향과 초기 오스테나이트 결정립 크기의 영향을 포함하는 Avrami 방정식을 이용하여 페라이트 등온 변태 거동을 분석하였다. 이는 다음의 식(1)와 같이 나타낼 수 있다.
equation。을작성하였으며, 이에 가산법칙을 적용함으로써 석출물을 포함하는 강재에 대한 연속 용접 열사이클 중의 페라이트 변태 모델을 작성하였다.

3을 통해서 확인할 수 있듯이, 대부분의결과에서 석출물이 포함된 B시편의 경우가 A시편에 비해 높은 n값을 보이고 있으며, AGS의 변화는 n값에 큰 영향을 미치지 않은 것을 알 수 있다. 또한 등온 유지 온도가 감소할수록 n값은보다 높은 값을 갖는 것으로 관찰되었다. 한편 A, B시편에서 n값은 평균적으로 A시편의 경우 0.
일반적으로 n값은 변태모드에 영향을 받는다고 알려져 있다. 조직관찰 결과, 앞선 Fig. 3의 결과에서석출물이 존재하는 경우 Intragranular ferrite가생성되며, 낮은 온도일수록 Widmanstatten ferrite가 생성되어 보다 높은 n값을 보였으리라판단된다.

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