[논문]고탄소강 열연판재의 미세조직과 냉간압하율에 따른 구상화 속도 및 기계적 특성

이규동; 이수연; 하태권; 정효태

고탄소강 열연판재의 미세조직과 냉간압하율에 따른 구상화 속도 및 기계적 특성
Effect of Microstructure and Cold Reduction Ratio on Spheroidization Rate and Mechanical Properties of High Carbon Steel 원문보기

이규동 (강릉대학교 금속재료공학과) , 이수연 (강릉대학교 금속재료공학과) , 하태권 (강릉대학교 금속재료공학과) , 정효태 (강릉대학교 금속재료공학과)

In the present study, the effect of cold reduction ratio on the spheroidization rate of SK85 high carbon steel sheet was investigated. High carbon steel sheet fabricated by POSCO was soaked at $850^{\circ}C$ for 2 hr in a box furnace and then treated at $570^{\circ}C$ and $670^{\circ}C$ for 10 min in a salt bath furnace followed by water quenching to obtain a fine pearlite structure and coarse pearlite structure. Cold rolling was conducted on the sheets by reduction ratios of 20, 30, and 40 % and heat treatment for spheroidization was carried out at $720^{\circ}C$ for the various time intervals from 1 to 32 hrs. Area fraction of spheroidized cementite was measured with an image analyzer as a function of cold reduction ratios and duration times.

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

문제 정의

본 연구에서는 SK85 고탄소 열연강판의 구상화 속도에 미치는 초기 미세구조와 냉간압하율의 영향을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 SK85고탄 소강 열연강판을 2단 열처리를 통해 미세한 펄라이트와 조대한 펄라이트 조직을 가지도록 하였고, 이어서 압하율을 20 ~ 40%로 변화시켜 냉간압연 한 후 72VC에서 구상화 속도를 측정하였다.
0001 s-1 로 일정하게 하였다. 인장시험을 통해 구상화 분율과 그에 따른 기계적 특성과의 관계를 알아보고자 하였다.

가설 설정

0 Image Analyzer 프로그램을 이용하였다. 분절된 세멘타이트 입자의 크기 및 형상비는 입자를 타원형으로 가정하여 계산하였다. 본 연구에서는 구상화 분율을 다음의 식(1)과 같이 정의하였고, 형상비 1:5 이하면 구상화가 완료된 것으로 간주하였으며 비교를 위하여 1:3을 기준으로 적용한 결과도 함께 측정하였다.

제안 방법

2.1 절에서 얻어진 미세한 펄라이트(FP) 조직과 조대한 펄라이트(CP) 조직을 이용하여 압하율 20, 30, 40%로 냉간 압연한 후 구상화 열처리를 행하였다. 구상화 온도는 720℃로 고정하고, 구상화 시간은 1, 2, 4, 8, 16, 32시간으로 하여 구상화 소둔 처리 후에 수냉하였다.
경도시험의 경우 Vickers 경도시험기를 이용하여 980.7mN의 하중을 부과하여 각각의 구상화 조건에 대하여 10번씩 측정하여 평균치를 계산하였다.
구상화 분율을 측정하고자 구상화 소둔 후 수냉한 시편에서 얻은 SEM 사진을 이용하여 세멘타이트의 형상비(aspect ratio), 단위면적당의 개수 및 크기를 측정하였다. 이를 위하여 TDI PLUS5.
구상화 열처리 후 구상화가 진행됨에 따른 기계적 성질의 변화를 관찰하고자 경도와 인장시험을 실시하였다.
1 절에서 얻어진 미세한 펄라이트(FP) 조직과 조대한 펄라이트(CP) 조직을 이용하여 압하율 20, 30, 40%로 냉간 압연한 후 구상화 열처리를 행하였다. 구상화 온도는 720℃로 고정하고, 구상화 시간은 1, 2, 4, 8, 16, 32시간으로 하여 구상화 소둔 처리 후에 수냉하였다.
구상화 속도는 구상화 열처리 시간에 따른 구상화 분율을 측정함으로써 얻을 수 있었다. 구상화의 진행에 따른 경도의 변화를 즉정하였고 인장 시험을 통해 얻은 기계적 특성의 변화도 함께 비 교하였다.
분절된 세멘타이트 입자의 크기 및 형상비는 입자를 타원형으로 가정하여 계산하였다. 본 연구에서는 구상화 분율을 다음의 식(1)과 같이 정의하였고, 형상비 1:5 이하면 구상화가 완료된 것으로 간주하였으며 비교를 위하여 1:3을 기준으로 적용한 결과도 함께 측정하였다. [4, 5]
위와 같은 과정을 통해 구상화된 조직을 SEM 을 이용하여 미세조직을 관찰하였다.
본 연구에서는 SK85 고탄소 열연강판의 구상화 속도에 미치는 초기 미세구조와 냉간압하율의 영향을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 SK85고탄 소강 열연강판을 2단 열처리를 통해 미세한 펄라이트와 조대한 펄라이트 조직을 가지도록 하였고, 이어서 압하율을 20 ~ 40%로 변화시켜 냉간압연 한 후 72VC에서 구상화 속도를 측정하였다.
인장시험의 경우에는 미세한 펄라이트 조직을 가진 시편을 구상화 처리한 후 각각의 조건에서 세 개씩의 판상시편을 제작하여 상온에서 수행하였다. 표점거리 27mm, 변형율 속도는 0.

대상 데이터

본 연구에 사용된 시료는 SK85 로 POSCO(주)에서 제공하였으며 화학적 조성은 표 1과 같다.

성능/효과

- 냉간압하량에 따른 구상화 속도는 냉간압 연량이 클수록 구상화 초기부터 미세한 입자들이 많이 관찰되었다. 냉간압연한 시편의 경우 1시간 정도에서 구상화가 거의 완료되고 그 이후에는 조대화가 지배적으로 일어나는 것으로 나타났다.
SK85 고탄소강을 근거로 2.1 절에서와 같이 열처리한 결과 전형적인 펄라이트 조직이 ㄷㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱㄱ형성되었으며 열처리 온도가 높을수록 라멜라 colony의 크기가 커지고 층간 간격이 넓어지는 것을 알 수 있었다.(그림 2)
구상화가 진행됨에 따른 기계적 특성의 변화를 조사한 결과 구상화 분율의 증가에 따라 경도와 항복강도 및 인장강도는 급격히 감소하다가 변화가 거의 없어졌으며, 균일연신율은 지속적으로 증가하지만 파단연신율은 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 강도의 경우 초기에 급격히 감소하는 것은 세멘타이트의 구상화에 의한 것이며 그 후 감소율이 작아지는 것은 기지 조직인 페라이트의 조 대화에 기인하는 것으로 판단된다.
냉간압연한 시편의 경우 1시간 정도에서 구상화가 거의 완료되고 그 이후 에는 조대화가 지배적으로 일어나는 것으로 나타났다. 냉간압연에 의해 판상의 세멘타이트가 기계적으로 절단되어 구상화 열처리가 진행되는 동안보다 쉽게 분절화 및 구형화 단계로 진행되고 있음을 알 수 있었다. 또 초기 조직이 미세할수록, 압연율이 높을수록 구상화 속도가 빠르다는 것을 알 수 있었다.
냉간압연에 의해 판상의 세멘타이트가 기계적으로 절단되어 구상화 열처리가 진행되는 동안보다 쉽게 분절화 및 구형화 단계로 진행되고 있음을 알 수 있었다. 또 초기 조직이 미세할수록, 압연율이 높을수록 구상화 속도가 빠르다는 것을 알 수 있었다.(그림5)
초기 조직으로 미세한 펄라이트와 조대한 펄 라이트 조직을 비교하여 구상화에 대한 연구를 진행한 결과 그림3에서 보듯이 구상화 시간이 길어짐에 따라 구상화 분율이 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 그림4에 나타나듯이 미세한 펄라이트의 경우에는 최대 형상비가 4시간에서 나타나고 이후에는 계속 감소하는 반면 조대한 펄라이트의 경우에는 16시간까지 형상비가 증가하다가 이후 감소하는 경향을 보인다.

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

고탄소강 열연판재의 미세조직과 냉간압하율에 따른 구상화 속도 및 기계적 특성
Effect of Microstructure and Cold Reduction Ratio on Spheroidization Rate and Mechanical Properties of High Carbon Steel 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

고탄소강 열연판재의 미세조직과 냉간압하율에 따른 구상화 속도 및 기계적 특성 Effect of Microstructure and Cold Reduction Ratio on Spheroidization Rate and Mechanical Properties of High Carbon Steel 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

고탄소강 열연판재의 미세조직과 냉간압하율에 따른 구상화 속도 및 기계적 특성
Effect of Microstructure and Cold Reduction Ratio on Spheroidization Rate and Mechanical Properties of High Carbon Steel 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper