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따라서 미세구조와. 이를 통해 열영향부의 미세구조와 저온 충격인성의 상관관계를 조사하였다.

서론

연구배경

가공 중에 형성된 HAZ 미세구조는 초기 미세구조에 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 강재의 두께를 증가시키면 각 두께층에 대한 HAZ 미세구조의 편차가 커진다.

연구목적

이론적 배경

HSLA(High strength low alloy) 강
TMCP (Thermo-mechanical control process)

TMCP 강의 개요
TMCP 의 특징 및 공정 원리
TMCP 강의 합금원소 영향

FCAW (Flux-cored arc welding) [9]
열영향부(HAZ, Heat affected zone) 미세조직

최근 HSLA강은 크게 6가지로 분류됩니다. a) 내후성강은 은합금 원소 첨가 및 고용강화를 통해 내후성을 향상시키는 강입니다. 이러한 특성으로 인해 우수한 성형성과 높은 강도를 동시에 갖고 있습니다. f) 함유물 형태 제어강은 칼슘, 지르코늄, 티타늄 또는 희토류 원소를 첨가하여 길쭉한 밴드 형태의 황화물 개재물을 형성함으로써 만들어집니다. 작고 분산되어 있습니다.

Figure 2-1. The Development of HSLA steels from 1940 to 2000s [3]

실험 방법

실험 재료
용접부 형상
용접 조건
미세조직 분석
경도 분석
샤르피 충격 시험

FCAW에 의해 형성된 용접금속의 조성은 아래 표 3-3과 같다. 용접부는 두께 100mm의 강재에 K홈을 가공하여 양면을 용접하였다. 적용할 수 없는 용접조건을 설정하여 용접을 진행하였다.

본 연구에 사용된 강의 모재와 용접시료의 T-S면(횡 – 단횡..산 3%)으로 에칭 후 광학현미경(OM)과 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 미세조직을 관찰하였다. ~의 용접 후 HAZ 미세조직의 저온 충격 인성을 평가하기 위해 K홈 용접 샘플의 1/4t을 사용하였다.

Table 3-1. Chemical composition of the thick steel plate A

실험 결과

모재 미세조직

미세구조의 형태와 2차상의 종류를 좀 더 자세히 관찰하기 위해 주사전자현미경을 이용한 X1500 배율의 미세구조 관찰 결과를 아래 그림 4-1에 나타내었다. AF는 QT 위치에서 광학 현미경으로 관찰한 바와 같이 주요 조직을 구성합니다. 입상 베이나이트 내부에는 일부 탄화물이 섬 형태로 형성되는 것이 관찰되었으며, AF 부근에 탄화물이 형성되어 있는 것을 확인하였다.

CT 위치의 미세구조를 SEM 이미지로 관찰한 결과, 기둥상은 QPF로 구성되어 있었다. QT 위치에서 GB 패킷의 하위 단위 사이에 분포된 탄화물 또는 2차 상이 다시 관찰되었지만 CT 위치의 GB 패킷에서는 그 정도가 적었습니다.

Table 4-1. Phase volume fraction of Base steel A and austenite grain size(AGS) of base steel A Figure 4-1

모재의 기계적 특성

용접 시편 HAZ 미세조직

FQ2와 FC2는 각각 모재 A의 QT 위치와 CT 위치의 미세조직과 상분율에서 유사한 결과를 보였다. A강의 CT 위치에서의 미세조직과 상분율은 유사하였다. 위상차단은 QPF가 주요 구조를 이루며 위상차단율은 AF, GB 순으로 높았다.

FC5 샘플에서는 주상이 QPF로 구성되어 있으며 AF, GB 순으로 높은 상분율을 나타냈습니다. 이를 보면, QT 부위에서는 BF 조직의 크기가 더 크게 나타나고, CT 부위에서는 GB 조직의 크기가 더 크게 나타나는 것으로 나타난다.

Figure 4-5. Macrograph of FCAWelding specimen at quarter thickness and center thickness

용접 시편 경도시험 결과

저온 샤르피 충격 시험 결과

충격샘플 사진을 보면 FQ 샘플그룹이 FC 샘플그룹에 비해 높은 흡수에너지를 나타내었다. 파단면의 SEM 관찰 위치는 모두 샤르피 충격 시험편의 중앙부였으며, 균열 전파 부분에 해당하는 부분이 관찰되었다. 이들 결과를 보면, FQ 시료는 융합선으로부터의 이격 거리에 관계없이 더 높은 연성파괴율을 나타냈고, FC 시료는 융합선으로부터의 이격거리에 관계없이 상대적으로 분할형 파단을 나타냈다.

각 충격 샘플의 파단면 SEM 이미지에는 벽개면의 경계가 표시되어 명확하게 구별되어 표시됩니다. FQ5 샘플에서 절단 면의 크기는 10~25μm로 측정되었습니다.

Figure 4-8. Charpy absorbed energy of impact specimens far from fusion line (a) 0 mm, (b) 2 mm and (c) 5 mm, which were tested at -20℃, -40℃ and -60℃

고찰

모재 미세조직 형성에 미치는 강재 두께의 영향

일반적으로 결정립계로 간주되는 방향 이탈 각도 기준은 10°입니다. CT 위치에서는 상대적으로 큰 결정립으로 인해 고각 시스템으로 표현되는 한계가 QT보다 작습니다. 또한, 오스테나이트와 1차 판의 경계면에 새로운 판이 형성되고, 인접한 AF 입자의 결정 방향이 불규칙하게 배열되어 성장하게 된다.

QT에서는 오스테나이트 결정립계 영역이 넓고 긴 연신으로 인해 내부 전위 밀도가 높은 상태에서 다량의 AF가 동시에 형성된다. 성장 과정에서 유사한 결정 방향을 가진 라스는 하위 단위로 그룹화되어 하나의 묶음을 형성합니다.

Figure 5-1. Illustration of effect factor on microstructure after control rolling and during accelerated control cooling process

열영향부 미세조직에 미치는 강재 두께의 영향

QT의 냉각 속도보다 빠릅니다. FQ0보다 FC0에서 분산이 덜하지만 베이닛당 패킷 제한 및 패킷 수입니다. 내부의 라스 사이의 경계면에서의 변형 결과를 보여줍니다.

FQ0에서는 PAGS가 작고 냉각 속도가 FC0보다 느립니다. 그리고 FC0에서는 PAGS가 크고 FQ0보다 냉각 속도가 빠릅니다.

Figure 5-5. EBSD analysis results of FQ0 (a), (c), (e) and FC0 (b), (d), (f), respectively

열영향부 미세조직과 저온충격인성의 상관관계

이러한 결과로부터 QPF가 주상을 구성할 때 -60℃가 연성-취성 전이 온도(DBTT) 영역에 해당하는 구간으로 추정되었다. KAM 맵으로 보면, 빨간색 원으로 표시된 부분에 소성변형이 집중되어 있는 것을 알 수 있다. 직선 형태로 통과한 것으로 확인됐다.

이를 IPF 맵으로 확인한 결과, 결정립계, 패킷 경계, AF와 GB 서브유닛 사이의 경계에서 전단변태에 의해 전위가 발생한 것으로 나타났는데, 이는 소성변형에 의한 전위보다 작았다. 5-1에서 볼 수 있듯이 Cottrell-Petch 관계는 경험적으로 발생하는 것으로 알려져 있다.

Figure 5-13. Average absorbed energy of F/L + 0, 2, 5 mm with thickness. which were tested at -60℃

결론

Shin, "Effect of rolling conditions on microstructure and mechanical properties of thick steel plates for offshore platforms," Korean Journal of Materials Research, vol. Liu, "Effect of nickel and molybdenum additions on weld metal toughness in a submerged arc welded HSLA line pipe steel." Aksoy, “Effect of nickel on microstructure and mechanical properties of heat affected zone of low carbon steel,” Materials Science and Technology, vol.

Takechi, “Effect of Austenite Grain Size on Transformation Behavior, Microstructure and Mechanical Properties of 0.1C–5Mn Martensitic Steel,” ISIJ International, vol. Lee, “Effect of austenite grain size on upper and lower bainite transformation kinetics in low alloy steel,” Scripta Materialia , vol.