초록 ▼

특수 합금이란 극저온이나 고온 또는 심한 부식분위기에서도 높은 강도와 우수한 파괴인성을 갖는 금속 재료이다. 극저온에서 사용되는 특수합금 CAM-2 및 고망간계 합금에 대해서 제반 기계적 성질을 조사하였다. 인장, 충격 및 피로 특성이 저온으로 갈수록 우수하였으며 특히 연신율이 저온에서 증가하여 저온 재료로서 아주 이상적인 특성을 지니고 있다. 이러한 현상의 원인은 변형중에 생성되는 가공 유기 변형 쌍정에 의한 것으로 판명났다. 오스테나이트의 안정화가 변형 유기쌍정의 생성에 큰 영향을 미치며, 이는 합금원소와 온도에 크게 영향

특수 합금이란 극저온이나 고온 또는 심한 부식분위기에서도 높은 강도와 우수한 파괴인성을 갖는 금속 재료이다. 극저온에서 사용되는 특수합금 CAM-2 및 고망간계 합금에 대해서 제반 기계적 성질을 조사하였다. 인장, 충격 및 피로 특성이 저온으로 갈수록 우수하였으며 특히 연신율이 저온에서 증가하여 저온 재료로서 아주 이상적인 특성을 지니고 있다. 이러한 현상의 원인은 변형중에 생성되는 가공 유기 변형 쌍정에 의한 것으로 판명났다. 오스테나이트의 안정화가 변형 유기쌍정의 생성에 큰 영향을 미치며, 이는 합금원소와 온도에 크게 영향을 받는다. 고망간 합금처럼 변형중에 가공 유기 변태가 일어나는 합금에 적용될 수 있는 변형 모델을 제시하였으며, 이를 이용하여 연신율을 계산하였다. 이 계산된 값은 실제로 측정된 값과 거의 일치하여 변형모델과 연신율 예측 관계식이 아주 유용함을 알 수 있다.
Mo 함유 Cr-Ni-Mo계 스테인리스 마르에이징강을 Mo 대신 W을 함유한 새로운 스테인리스 마르에이징강을 개발하였다. W함량과 열처리 조건 변화에 따른 W함유 스테인리스 마르에이징강의 기계적 성질과 미세조직을 조사하였으며, 최적 열처리 조건은 950℃에서 1시간 동안 용체화처리한 후 500℃에서 3시간 동안 시효처리하는 것으로 결정하였다. 강도, 인성, 피로 성질 및 부삭 저항성등의 면에서 W함유 스테인리스 마르에이징강이 Mo 함유 합금(IN-736, 2 wt.%Mo alloy) 보다 우수하였다. W함유 스테인리스 마르에이징강에서 시효처리시 형성되는 주된 강화 석출물은 η-Ni?Ti상으로 확인되었다. Fe?W상의 solvus 온도 보다 낮은 온도에서 용체화처리하는 경우에 용체화처리시 Fe?W Laves상이 형성되며, W함유 스테인리스 마르에이징강의 항복강도와 Charpy 충격에너지 값은 Fe?W상의 존재와 밀접한 관련이 있다. 시효처리 시간과 온도가 증가함에 따라 W함유 스테인리스 마르에이징강의 석출과정은 다음과 같다.
η-Ni?Ti -> Reverted Austenite Phase -> Fe?W(Laves Phase)
제 3세부과제에서는 스테인리스강의 공식, 응력부식균열, 입계부식에 대한 저항성을 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 이러한 부식 현상들은 비교적 부식성이 강한 환경에 노출된 스테인리스강들에서 광범위하게 관찰할 수 있다. 연구 과제 수행에서는 내식성을 향상시킬 수 있는 합금 원소들의 효과를 개별적으로 또 상호작용적으로 밝혔고, 열처리와 조직 변화의 효과도 밝혀 뛰어난 내식성을 갖는 스테인리스강의 개발을 위한 기초적인 근거를 제공하였다.

Abstract ▼

Special alloys are highly alloyed metallic materials possessing high strength and good toughness in hostile environments at either extreme low temperatures or high temperatures. Mechanical properties of cryogenic high-Mn alloys have been investigated. Tensile, impact, and fatigue properties of these

Special alloys are highly alloyed metallic materials possessing high strength and good toughness in hostile environments at either extreme low temperatures or high temperatures. Mechanical properties of cryogenic high-Mn alloys have been investigated. Tensile, impact, and fatigue properties of these alloys were very good and tensile ductility increased with decreasing test temperature. This behavior was ideal property for cryogenic materials. These good mechanical properties were attributed to the formation of strain-induced deformation twinning. The austenitic stability which was greatly influenced by the alloying elements and temperature, had an important effect upon the formation of strain-induced deformation twinning. The new deformation model for metallic materials which experience strain-induced transformation, has been proposed and applied to the calculation of elongation of high-Mn alloys. The calculated values were in good agreement with the measured values and, from these results, it was turned out that the proposed model was very available.
The development of new type of W - bearing stainless maraging steel by substituting W for Mo in Cr-Ni-Mo type stainless maraging steel has been investigated. The effects of W content and heat treatment on mechanical properties and microstructures of W-bearing stainless maraging steels were studied. Thus, the optimum heat treatment condition was obtained as solution treatment at 950? for 1 hr and then aging treatment at 500? for 3 hrs. In view of the strengths, toughness, fatigue properties and corrosion resistance, the new type of W-bearing stainless maraging steel are better than 2 wt.% Mo - bearing alloy(In - 736) . The strengthening precipitate formed during aging of W - bearing stainless maraging steels is identified as η- Ni?Ti phase. TheFe?W Laves phase was formed during solution treatment below solvus temperature of the Fe?W Laves phase, and the yield strength and the Charpy impact energy in W - bearing stainless maraging steels were related with the presence of the Fe?W precipitates. As the aging temperature and/or time increased, the precipitation procedures are followed as:
η-Ni?Ti -> Reverted Austenite Phase -> Fe?W(Laves Phase)
In the third subtask, the research was aimed at the improvement of resistance to pitting corrosion, stress corrosion cracking, and intergranular corrosion of stainless steels. Those corrosion phenomena are still widely observed in stainless exposed to relatively aggressive media. In the course of the research, the effects of potentially beneficial alloying elements were elucidated individually and interactively. The effects of heat treatment and structural change on those corrosion phenomena were studied as well, providing the fundamental basis for the development of stainless steels of super resistance to corrosion.

목차 Contents

• 1. 서 론...10
• 2. 연구방법...10
• 3. 결 과...10
• 4. 고 찰...10
• 5. 결 론...10
• 6. 참고문헌...10
• - 목 차 -...11
• 제 1 장 서 론...12
• 제 1 절 고강도-고인성 극저온 합금...12
• 제 2 절 텅스텐 함유 마르에이징 합금...13
• 제 3 절 초 내식성 스텐레스 강...14
• 제 2 장 연 구 방 법...16
• 제 1 절 고강도-고인성 극저온 합금...16
• 제 2 절 텅스텐 함유 마르에이징 합금...18
• 제 3 장 결 과...21
• 제 1 절 고강도-고인성 극저온 합금...21
• 제 2 절 텅스텐 함유 마르에이징 합금...22
• 제 3 절 초 내식성 스텐레스 강...25
• 제 4 장 고 찰...27
• 제 1 절 고강도-고인성 극저온 합금...27
• 제 2 절 텅스텐 함유 마르에이징 합금...30
• 제 5 장 결 론...33
• 제 6 장 참 고 문 헌...35
• 제 1 세 부 목 차...38
• 1. 서 론...38
• 2. 연구방법...38
• 3. 결 과...38
• 4. 고 찰...38
• 5. 결 론...38
• 6. 참고문헌...38
• - 목 차 -...39
• 제 1 장 서 론...41
• 제 2 장 연 구 방 법...43
• 제 1 절 합금조성의 선택...43
• 제 2 절 제조 공정...43
• 제 3 절 단조, 압연 및 열처리...43
• 제 4 절 시편 준비...46
• 제 5 절 기계적 성질 시험...46
• 제 6 절 미세조직 및 상변화 관찰...50
• 제 3 장 결 과...52
• 제 1 절 고망간 극저온 합금의 인장 특성...52
• 제 2 절 충 격 시 험...58
• 제 3 절 피 로 시 험...64
• 제 4 절 적층결함에너지측정...76
• 제 4 장 고 찰...81
• 제 1 절 인장성질에 미치는 온도의 영향...81
• 제 2 절 변형 유기상의 영향...82
• 제 3 절 충 격 특 성...85
• 제 4 절 피 로 거 동...85
• 제 5 절 저온 변형 모델...89
• 제 6 절 적층결함에너지와 오스테나이트의 안정화...94
• 제 5 장 결 론...96
• 제 6 장 참고 문헌...98
• 제 2 세 부 목 차...102
• 1. 서 론...102
• 2. 연구방법...102
• 3. 결 과...102
• 4. 고 찰...102
• 5. 결 론...102
• 6. 참고문헌...102
• 목 차...103
• 제 1 장 서 론...105
• 제 2 장 연구방법...108
• 제 1 절 합금의 용해...108
• 제 2 절 단조와 압연...112
• 제 3 절 열처리 및 시편제작...112
• 제 4 절 기계적 성질 시험...113
• 제 5 절 변태 거동 조사...117
• 제 6 절 미세 조직 관잘...118
• 제 3 장 결 과...120
• 제 1 절 열처리 조건에 따른 특징 변화...120
• 1. 용체화처리 조건에 따른 경도 및 미세조직 변화...120
• 2. 시효처리 조건에 따른 경도 및 격자상수 변화...123
• 3. 용체화처리 및 시효처리 조건에 따른 인장특성 변화...126
• 4. 용체화처리 및 시효처리 조건에 따른 충격에너지 변화...129
• 5. 용체화처리 온도에 따른 인장특성 변화...132
• 6. 용체화처리 온도에 따른 충격에너지 변화...138
• 제 2 절 열처리 조건에 따른 미세 조직 변화...141
• 1. 파단면 관찰...141
• 2. 마르텐사이트 기지상의 미세 조직...147
• 3. 마르에이징강의 석출 거동과 방향관계...154
• 4. 용체화처리에 의한 고온 안정상의 석출 거동...160
• 제 3 절 시효석출 기구 규명...165
• 1. 등온 시효처리에 따른 경도 변화...165
• 2. 등온 시효처리에 따른 전기저항 변화...171
• 3. Reverted 오스테나이트 상의 형성...177
• 제 4 장 고 찰...180
• 제 1 절 W 함유 스테인리스 마르에이징강의 최적 열처리 조건...180
• 1. 재결정과 고온 석출 거동...180
• 2. 고온 석출 거동과 기계적 성질...182
• 3. 최적 열처리 공정 설계...184
• 제 2 절 기존 합금과 개발 합금의 특성 비교...186
• 1. 인장특성과 충격특성 비교...186
• 2. 피로특성 기교...186
• 3. 파괴인성 기교...195
• 4. 응력부식특성 비교...195
• 제 3 절 열처리 조건에 따른 파괴양상 변화...199
• 제 4 절 W 함유 스테인리스 마르에이징강의 석출 거동...201
• 제 5 장 결 론...208
• 제 6 장 참고문헌...210
• 제 3 세부목차...214
• 1. 서 론...214
• 2. 연구방법...214
• 3. 결 과...214
• 4. 고 찰...214
• 5. 결 론...214
• 6. 참고문헌...214
• - 차 례 -...215
• 제 1 장 서 론...216
• 제 2 장 실 험...218
• 제 1 절 시편의 용해 및 제작...218
• 제 2 절 실험 방법...218
• 제 3 장 결과 및 고찰...221
• 제 1 절 제작시편의 화학조성...221
• 제 2 절 Duplex Stainless강의 시효열처리에 따른 내식성 변화...222
• 제 3 절 스테인리스강의 내식성에 미치는 Ti첨가 및 안정화열처리의 영향...224
• 제 4 절 스테인리스강의 내식성에 향상에 미치는 질소의 기구...228
• 제 5 절 스테인리스강의 내식성에 미치는 가공열처리의 영향...230
• 제 6 절 부동태 특성에 미치는 Mo의 영향...233
• 제 7 절 2상 스테인리스강의 내식성 및 기계적 성질에 미치는 페라이트 함량, 용접효과 및 냉간가공의 영향...241
• 제 8 절 Cu 첨가에 의한 2상 스테인리스강의 내식성 변화...248
• 제 4 장 결 론...254
• 참고 문헌...256