초록 ▼

AISI 4340 강에서의 수소 trapping 현상은 thermal analysis실험과 수소용해도 측정으로 조사되었고 순철에서 수소가 dislocation mobility에 미치는 영향에 관한 연구는 thermal analysis 방법과 투과 전자현미경 관찰을 통해서 행하여졌다. 400℃이상에서 1기압의 수소로 주입된 AISI 4340 강의 경우 격자수소용해도 식은 C=9.1 exp(-4041/RT)(wt.ppm)으로 나타났으며, 80℃에서 수소용해도가 최대치를 나타낸것은 ferrite-carbide계면에 수소가 주로 tr

AISI 4340 강에서의 수소 trapping 현상은 thermal analysis실험과 수소용해도 측정으로 조사되었고 순철에서 수소가 dislocation mobility에 미치는 영향에 관한 연구는 thermal analysis 방법과 투과 전자현미경 관찰을 통해서 행하여졌다. 400℃이상에서 1기압의 수소로 주입된 AISI 4340 강의 경우 격자수소용해도 식은 C=9.1 exp(-4041/RT)(wt.ppm)으로 나타났으며, 80℃에서 수소용해도가 최대치를 나타낸것은 ferrite-carbide계면에 수소가 주로 trap되었기 때문에 나타났다. 수소가 주입된 AISI 4340 강을 3.4℃/min로 가열할 대 ferrite-carbide계면, 전위, microvoid, MnS계면에서 빠져나온 수소의 evolution rate peak은 115℃, 272℃, 338℃, 495℃에서 각각 나타났으며 microvoid와 MnS 계면에 trap 된 수소가 빠져나오는데 필요한 활성화에너지(activation energy)는 11.5Kcal/mol, 17.2 Kcal/mol로 각각 나타났다. Microvoid는 가공열처리(thermomechanical process)동안 주로 Mns 계면에 형성되었고, microvoid내에서 수소는 주로 분자상태로 존재하였다. 순철의 경우 dislocation 에 trap되는 수소의 양은 dislocation이 tangle되어 있을 때보다 약간 풀어진 상태에서 더 크게 나타났는데 이것은 수소가 dislocation의 core에 trap되는 것이 아니고 dislocation 에 에의해 형성되는 stress field에 trap되기 때문이다. Dislocation 의 재배열과정은 수소분위기에서 열처리했을 때 더 빨리 진행되었으며, 이것은 수소가 dislocation의 mobility를 증가시키기 때문이고 dislocation의 trap activation energy는 dislocation 배열의 변화와는 관계없이 일정하게 나타났다.

Abstract ▼

Hydrogen trapping in AISI 4340 steel was investigated by thermal analysis and hydrogen solubility experiments, and the influence of hydrogen affecting the dislocation mobility was carried out through thermal analysis technique and observation of transmission electron microscope (TEM). Lattice

Hydrogen trapping in AISI 4340 steel was investigated by thermal analysis and hydrogen solubility experiments, and the influence of hydrogen affecting the dislocation mobility was carried out through thermal analysis technique and observation of transmission electron microscope (TEM). Lattice hydrogen solubility equation at 1 atm. H?in AISI 4340 steel above 400 ? was C = 9.1 exp (- 4041/RT)(wt.ppm), and appearing the maxima of hydrogen solubility at 80 ? was due to the hydrogen trapping in interface of ferrite-carbide. When the hydrogen charged specimen with various defects is heated at constant heating rate of 3.4 ?/min, evolution rate peaks of hydrogen released from interface of ferrite-carbide, dislocation, microvoid and interface of carbide was appeared at 115 ?, 272 ?, 338 ?, 495 ?, respectively. It was observed that the microvoids are formed at MnS interface during the thermomechanical process, and hydrogen exists as molecules in it. In pure iron, the amount of hydrogen trapped at dislocation obtained from peak height measured in as cold worked specimen where the dislocation arrangement was loosened by thermal effect rather than tangled in highly cold worked state. These results show that hydrogen is trapped at the stress field of dislocation rather than dislocation core. The recovery of cold worked specimen was proceeded more rapidly when it was heat treated in hydrogen atmosphere than in vacuum, and it is verified that the dislocation mobility is increased by hydrogen. The peak temperature was not varied with the change of dislocation arrangement so it is thought that the trap activation energy of dislocation is constant.

목차 Contents

• 1. 서론...8
• 2. 이론적 배경...13
• 2.1 철에서의 수소 확산에 대한 문헌조사...13
• 2.1.1 수소와 격자 결함과의 상호작용...13
• 2.1.1.1 수소와 전위와 상호작용...15
• 2.1.1.2 수소와 microvoid와의 상호작용...16
• 2.1.1.3 수소와 계면과의 상호작용...17
• 2.1.1.4 수소와 합금원소, 침입형원자 및 vacancy 와의 상호작용...18
• 2.1.1.5 그 밖의 상호작용...19
• 2.2 이론의 전개...20
• 2.2.1 Thermal analysis...20
• 3. 실험방법...20
• 3.1 시편제작...20
• 3.2 수소 용해도 측정방법...20
• 3.3 Thermal analysis 실험 방법...20
• 4. 실험결과...21
• 4.1 AISI 4340 강의 수소 용해도...21
• 4.2 AISI 4340 강의 thermal analysis...21
• 4.3 수소가 dislocation mobility에 미치는 영향...22
• 5. 검토...22
• 6. 결론...23
• 7. 참고문헌...25
• 8. 논문 발표 실적...28