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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박경태
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 한밭대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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본 연구는 최근 차세대 자동차용 경량철강을 개발하고자 기존의 Fe-Mn-Al-C 계에서 경량화 효과가 큰 Al 을 다량 첨가하여, Fe-27Mn-12Al-0.8C 를 기본성분으로 하는 경량 이상조직강에 대해 냉연소둔 및 규칙변태처리를 통하여 상온인장특성, 미세조직 및 소성변형기구 등에 미치는 규칙상의 영향에 대하여 조사하였다.
본 소재의 비중은 6.53 g/cm3으로 순철 대비 약 17% 경량화효과를 나타내었으며, 열연소둔재에 대하여 압하율 75~80%로 냉간압연한 뒤 1100 ℃에서 30분간 냉연소둔 후 수냉하였다. XRD 분석 결과 열연재에서 ferrite, austenite, κ carbide 및 D03 특성 peak를 확인할 수 있었으며, 열연소둔 이후 각 특성 peak는 감소하였다. 이는 열연소둔에 의해 규칙상이 ferrite 및 austenite로 재용해됨과 동시에 미소변형이 제거됨을 의미한다. 광학현미경 및 EBSD를 이용하여 관찰한 결과 austenite분율은 약 75%를 보였으며, ferrite와 austenite는 불규칙한 밴드형태를 나타내었다. 냉연소둔재에 대해 TEM을 이용하여 초기미세조직 관찰결과 B2상은 불규칙 ferrite 기지조직 내 형성되었으며, B2상 및 불규칙 ferrite 기지조직 내 매우 미세한 D03상이 석출되어 나타났다. Austenite 기지조직 내에는 nano크기의 κ carbide들이 석출되어 나타났으며, austenite 결정립내 보다 결정립계에서 성장하여 나타났다. 상온인장실험결과 항복강도 및 인장강도, 연신율은 각각 765MPa, 965MPa, 44% 정도로 우수한 기계적 성질을 나타내었으며, 변형초기 낮은 가공경화능을 보였다. 변형미세조직 관찰결과 낮은 변형량에서 ferrite 의 경우 짧은 직선전위 조직이 다수 관찰되었으며, 이러한 짧은 직선전위는 한쌍의 부분전위와 역위상경계로 구성된 초전위 특성을 나타내었다. 또한 부분전위간격은 약 10 nm로 매우 좁게 나타났다. 변형이 증가함에 따라 전위증식이 다발형태로 나타났으며, Z=[110]α 에서 나타난 SADP상의 초격자 (111)로 암시야상을 관찰한 결과 매우 미세한 D03상이 나타났으며, (222)의 암시야상 관찰결과 일부 변형되지 않은 B2 domain도 나타났다. 따라서 불규칙 ferrite 및 B2 damin의 소성변형 시 불균일하게 변형을 수용하는 것으로 나타났다. Austenite의 경우 높은 밀도의 미세한 κ carbide들이 기지조직 내 분포하고 있음에도 불구하고 낮은 변형량에서는 단일 슬립면을 따라 전위 활주가 나타났으며, 변형이 증가함에 따라 FCC 주 슬립면을 따라 다중슬립평면활주가 관찰되었다. 이러한 높은 SFE에도 불구하고 전위평면활주가 일어나는 것은 부분전위의 규칙상 전단에 의한 활주면연화 현상이 기인한 것으로 확인 되었다.
본 소재의 비중은 6.53 g/cm3으로 순철 대비 약 17% 경량화효과를 나타내었으며, 열연소둔재에 대하여 압하율 75~80%로 냉간압연한 뒤 1100 ℃에서 30분간 냉연소둔 후 수냉하였다. XRD 분석 결과 열연재에서 ferrite, austenite, κ carbide 및 D03 특성 peak를 확인할 수 있었으며, 열연소둔 이후 각 특성 peak는 감소하였다. 이는 열연소둔에 의해 규칙상이 ferrite 및 austenite로 재용해됨과 동시에 미소변형이 제거됨을 의미한다. 광학현미경 및 EBSD를 이용하여 관찰한 결과 austenite분율은 약 75%를 보였으며, ferrite와 austenite는 불규칙한 밴드형태를 나타내었다. 냉연소둔재에 대해 TEM을 이용하여 초기미세조직 관찰결과 B2상은 불규칙 ferrite 기지조직 내 형성되었으며, B2상 및 불규칙 ferrite 기지조직 내 매우 미세한 D03상이 석출되어 나타났다. Austenite 기지조직 내에는 nano크기의 κ carbide들이 석출되어 나타났으며, austenite 결정립내 보다 결정립계에서 성장하여 나타났다. 상온인장실험결과 항복강도 및 인장강도, 연신율은 각각 765MPa, 965MPa, 44% 정도로 우수한 기계적 성질을 나타내었으며, 변형초기 낮은 가공경화능을 보였다. 변형미세조직 관찰결과 낮은 변형량에서 ferrite 의 경우 짧은 직선전위 조직이 다수 관찰되었으며, 이러한 짧은 직선전위는 한쌍의 부분전위와 역위상경계로 구성된 초전위 특성을 나타내었다. 또한 부분전위간격은 약 10 nm로 매우 좁게 나타났다. 변형이 증가함에 따라 전위증식이 다발형태로 나타났으며, Z=[110]α 에서 나타난 SADP상의 초격자 (111)로 암시야상을 관찰한 결과 매우 미세한 D03상이 나타났으며, (222)의 암시야상 관찰결과 일부 변형되지 않은 B2 domain도 나타났다. 따라서 불규칙 ferrite 및 B2 damin의 소성변형 시 불균일하게 변형을 수용하는 것으로 나타났다. Austenite의 경우 높은 밀도의 미세한 κ carbide들이 기지조직 내 분포하고 있음에도 불구하고 낮은 변형량에서는 단일 슬립면을 따라 전위 활주가 나타났으며, 변형이 증가함에 따라 FCC 주 슬립면을 따라 다중슬립평면활주가 관찰되었다. 이러한 높은 SFE에도 불구하고 전위평면활주가 일어나는 것은 부분전위의 규칙상 전단에 의한 활주면연화 현상이 기인한 것으로 확인 되었다.
목차
국문요약 ⅷ제 1 절 서 론 1제 2 절 이론적 배경 52.1 Al 첨가에 따른 경량화 효과 52.2 Fe-Mn-Al-C 강의 소성변형 72.2.1 Austenite 소성변형 : SFE 의존성 72.2.2 Ferrite 소성변형 : 규칙상 영향 12제 3 절 실험방법 213.1 소재 및 공정 213.2 기계적 특성 실험 243.3 미세조직 관찰 24제 4 절 실험 결과 274.1. 냉연소둔재 274.1.1 초기미세조직 274.1.2 상온인장특성 344.1.3 변형미세조직 384.2. 규칙변태처리재 444.2.1 초기미세조직 변화 444.2.2 상온인장특성 504.2.3 변형미세조직 54제 5 절 결 론 58참 고 문 헌 60ABSTRACT 63
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