초록 ▼

연구의 목적 및 내용
저온인성용 고망간강의 경량 고강도화 기술 개발
- 자유전자 농도 제어에 의한 강도/인성 향상
- 경량 고강도화를 위한 최적 미세조직 설계
- 고망간강의 저온인성 향상 기구 규명

연구결과
□ 저온인성용 고망간강 및 금속소재의 기계적 물성 DB 구축
- 저온인성용 고망간강, 저비중강, TWIP, 고질소강, 탄질소 복합첨가강에 대한 문헌조사
- 상기 강종들의 물리적 및 기계적 물성 DB와 기초자료 수집
- 저온 기계적 특성을 평가할 수 있는 인장 및 충격/파괴

연구의 목적 및 내용
저온인성용 고망간강의 경량 고강도화 기술 개발
- 자유전자 농도 제어에 의한 강도/인성 향상
- 경량 고강도화를 위한 최적 미세조직 설계
- 고망간강의 저온인성 향상 기구 규명

연구결과
□ 저온인성용 고망간강 및 금속소재의 기계적 물성 DB 구축
- 저온인성용 고망간강, 저비중강, TWIP, 고질소강, 탄질소 복합첨가강에 대한 문헌조사
- 상기 강종들의 물리적 및 기계적 물성 DB와 기초자료 수집
- 저온 기계적 특성을 평가할 수 있는 인장 및 충격/파괴 시험 장치 구축
- 저온 기계적 특성 평가를 위한 최적의 평가기술 확립
□ FeMnAlC계 합금의 물리적 특성 계산 및 합금설계, 제조
- Al 첨가에 따른 경량화(저밀도) 계산 및 실험실적 검증
- 계산열역학을 이용한 침입형 원소 고용도, 다원성분계 평형상태도, 상분율 계산
- 새로운 다상조직(multi-phase)의 FeMnAlNC계 합금 설계
- 침입형 원소(N, C)의 안정적 첨가 및 제어기술 확보
- 상안정도와 분율 예측에 따른 공정조건 설계 기술 확보
- 진공유도 용해로를 이용한 prototype 합금 시편 제조
□ 저온인성용 고망간강의 미세조직 분석 및 온도별 기계적 특성 분석
- 저온인성용 고망간강의 SFE 계산, 미세조직 상/결정립 크기 제어 및 미세조직 형성 거동 이해
- 시험온도에 따른 인장 및 충격시험 실시
- 연성-취성 천이거동 평가 및 파괴형태 분석
□ 변형률 속도에 따른 저온인성용 고망간강의 동적 변형시효 분석
- 인장 특성에 미치는 변형률 속도의 영향 조사
- 인장 응력-변형률 곡선 분석을 통한 동적 변형시효 기구 분석
- 동적 변형시효와 음의 변형률 속도 민감도의 상관관계 고찰
- EBSD, TEM 분석을 통한 변형 미세조직 관찰
□ 다양한 고망간강의 강도와 연성에 미치는 결정립 크기의 영향
- 결정립 크기가 다른 저온인성용 고망간강 제조
- 인장 특성에 미치는 결정립 크기의 영향 조사
- 고망간강의 인장 특성 DB 조사를 통한 강도 및 연성 변화 비교
- 결정립 크기에 따른 가공경화 속도 변화 분석
- 변형조직 및 파면 분석을 통한 미세조직과 인장 특성의 상관관계 고찰

연구결과의 활용계획
- 저온인성용 고망간강의 경량화 및 기계적 물성 확보를 위한 기초 연구자료로 활용
- 저온인성용 고망간강의 극저온 응용 분야 확대(액체수소 등 극저온 에너지 저장 및 수송 소재, 핵융합로용 구조소재, 우주발사체용 극저온 액체연료 저장탱크)
- 저온인성용 고망간강의 변형 거동 및 기계적 특성 변화기구 이해

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
Light-weighting and strengthening of high-manganese steels for low-temperature applications
- Strength/toughness improvement by control of free electron concentration
- Optimized microstructure design for light-weighting and strengthening
- Low-temperature toughening mec

Purpose&contents
Light-weighting and strengthening of high-manganese steels for low-temperature applications
- Strength/toughness improvement by control of free electron concentration
- Optimized microstructure design for light-weighting and strengthening
- Low-temperature toughening mechanism of high-manganese steels

Result
□ Database construction of physical and mechanical properties of high-manganese steels and conventional alloys with low-temperature toughness
- Literature Survey and DB construction for physical and mechanical properties of high-manganese steels, low-density steels, twinning-induced plasticity steels, high-nitrogen steels, and high-interstitial alloys
- Construction of equipments and evaluation methods for low-temperature tensile and impact tests
□ Alloy design and fabrication of FeMnAlC high-manganese steels based thermodynamic calculations
- Prediction of phase stability and fraction, and interstitial and substitutional solubility based thermodynamic calculations
- Prototype alloy fabrication of multi-phase FeMnAlC high-manganese steels using vacuum induction melting and hot rolling.
□ Microstructure characterization and mechanical tests at room and lower temperatures for high-manganese steels for low-temperature applications
- Stacking fault energy(SFE) calculation, phase and grain size control
- Tensile and impact tests at room and lower temperatures
- Ductile-to-brittle transition behavior and fractography
□ Analysis of serration and dynamic strain aging for high-manganese steels at various strain rates
- Effect of strain rate on tensile properties and behaviors
- Correlation of microstructure with serration and dynamic strain aging behavior at various strain rates
- Evaluation of strain-rate sensitivity and work hardening based on jumping tests
□ Effect of grain size on tensile properties of high-manganese steels
- DB construction and comparison of tensile properties of various high-manganese steels with different grain sizes
- Analysis of grain size dependence of tensile properties and work hardening of high-manganese steels.
- Relationship between deformed microstructure, fractographs, and tensile properties

Expected Contribution
- Basic research database on light-weighting and strengthening of high-manganese steels for low-temperature applications
- Extended applications of high-manganese steel for low-temperature applications (Structural materials for cryogenic applications of nuclear fusion reactors, storage tank of hydrogen fuels for aerospace propulsion, high-strength alloy design for cryogenic liquid energy storage)
- Understanding the deformation behavior and mechanical properties of high-manganese steels for low-temperature applications

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 20
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 21
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 22
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 22
• 8. 참고문헌 ... 23
• 9. 연구성과 ... 24
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 28
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 28
• 12. 기타사항 ... 28
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 29
• 끝페이지 ... 43