고장력 저합금강의 기계적 성질에 미치는 석출 탄화물의 영향

Abstract

2.9\%Cr과 0.2\%V을 포함한 고장력 저합금강에 있어서 $400\,^\circ \sim 700\,^\circ\!C$의 tempering 조건에 따르는 기계적 성질의 변화를 연구하였다. 급냉시 얻어진 martensite는 tempering에 따라 분해되며 온도가 높아짐에 따라 ferrite에 미세한 탄화물이 분포되어 있는 재결정조직이 얻어졌다. 탄화물의 석출은 carbon extraction replica를 이용하여 전자 현미경상에서 관찰하였으며 여기서 tempering에 따르는 탄화물의 입도분포와 평균지름을 구해 입자성장기구를 연구하였다. 여기서 구하여진 diffusivity는 ferrite에서의 Fe의 diffusivity보다 작게 나왔으며 이것으로 부터 입자성장의 rate controlling step은 합금원소의 diffusion이라 규정했다. 그러므로 합금원소의 diffusion이 느린 $600\,^\circ\!C$ 까지는 tempering 시간에 따른 경도의 감소가 거의 없는 tempering resistance를 나타내었다. $650\,^\circ\!C$에서 tempering한 경우에는 강도가 급격히 감소하여 overage 상태임을 알 수 있었으며 이때의 yield strength는 입자간의 평균거리의 역수와 직선적인 관계를 갖는 것을 확인하였으며 이것은 Orowan에 의한 석출경화이론과 잘 일치하므로 전위는 bending mechanism에 의해 움직인다고 할 수 있다. 인성은 석출입자에 의한 내부응력으로 대체적으로 낮게 나타나 있으며 tempering 온도가 상승함에 따라 서서히 증가하였다. 파면은 $-40\,^\circ\!C$에서 test한 시편에서 $600\,^\circ\!C$ 까지 brittle fracture의 파면을 보였으며 강도의 감소를 최소로 줄이고 어느 정도의 인성을 갖는 tempering 조건은 $600\,^\circ\!C$에서 1시간이 가장 적당하다고 생각된다.