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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박노근
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 영남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수11
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2019
고엔트로피합금과 304 스테인리스 강 사이의 마찰교반용접부의 미세조직 및 기계적 특성 연구
도희동
,
박노근
대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집
2019.11
학술대회자료
고엔트로피합금과 304 스테인리스 강 사이의 마찰교반용접부의 미세 조직 및 기계적 특성 연구
도희동
,
신우균
,
박노근
대한기계학회 춘추학술대회
2019.05
학술대회자료
고엔트로피합금과 304 스테인리스 강 사이의 마찰교반용접부의 미세조직 및 기계적 특성 연구
도희동
,
신우균
,
박노근
대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집
2019.05
학술대회자료
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극저온 환경인 LNG 저장 용기 및 저장 선박 등에 다양한 소재의 스테인리스 강이 사용되고 있다. 특히 많이 사용되고 있는 304 스테인리스 강은 상온에서는 면심입방구조를 안정적으로 갖지만, 극저온 환경에서는 체심입방구조로 낮은 온도에서 가해지는 소성가공에 의해 상변태가 발생한다. 체심입방구조를 가질 경우, 면심입방구조를 갖는 조직에 비해 외부 충격에 취약하며 특히 수소에 의한 취성을 쉽게 갖는 것으로 보고되고 있다. 극저온 환경 하에서 사용되는 LNG 혹은 액체 질소 저장 용기에 체심입방구조를 가지는 재료를 사용하게 되면, 이송 혹은 갑작스러운 유속에 의한 충격에 취약하다는 문제점이 존재한다. 따라서 기존 사용되던 스테인리스 강보다 안정적인 면심입방구조를 갖는 합금을 사용할 필요가 있다. 이를 해결하고자 적용할 수 있는 합금으로 최근 많은 연구가 이루어지고 있는 고엔트로피합금인, Co, Cr, Fe, Mn, 그리고 Ni이 동원자분율로 구성된 소위 Cantor 합금이 있다. Cantor합금의 경우, 77 K인 극저온 환경에서도 면심입방구조를 유지하면서, 기존의 스테인리스 강보다 훨씬 우수한 충격 인성을 보이는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 대표적인 고엔트로피 합금인 Cantor 합금과 기존에 범용적으로 사용되고 있는 304 스테인리스 강의 마찰교반용접을 통해 접합을 시도하였다. 이종 접합 후, 나타나는 미세조직의 변화와 그에 따른 상온 및 극저온(77K)에서 기계적 성질변화를 분석하여 산업 적용 가능성에 대하여 살펴보고자 하였다. 마찰교반용접을 통해 Cantor 합금과 304 스테인리스 강을 이종접합 후, 용접부 및 모재부의 미세구조를 분석하였다. 미세구조 분석 결과 용접부에서 모재부 대비 미세립을 형성하였다. 이는 마찰교반용접 시, 발생하는 마찰열 및 소성유동에 의한 동적재결정으로 인한 것임을 확인 할 수 있었다. 이는 용접부에서 모재 대비 우수한 기계적 특성을 지니는 것으로 나타났다. 경도 시험 결과 용접부의 경도가 모재부 보다 높게 나타났다. 상온 및 극저온 인장 시험 결과 용접 시험편의 항복강도는 각각 527, 783 MPa로 나타났다. 이는 모재인 304 스테인리스 강의 항복강도 227(상온), 400(극저온) MPa 및 Cantor 합금의 항복강도 192(상온), 496(극저온) MPa 보다 높음을 확인 할 수 있었다. 본 연구를 통해 마찰교반용접 후, 이종접합부에서 모재 대비 초미세립이 형성되었고 용접시험편의 우수한 기계적 특성 확인을 통해 304 스테인리스 강과 Cantor 합금과의 이종접합 가능성을 확인 하였다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 1제 2 장 이론적 배경 52.1 고엔트로피 합금 52.1.1 고엔트로피 합금 개념 52.1.2 고엔트로피 합금 핵심 효과 72.1.3 강화기구 102.2 오스테나이트계 스테인리스 강 142.2.1 오스테나이트계 스테인리스 강 종류 및 특성 142.2.2 소성유기상변태 172.2.3 오스테나이트계 스테인리스 강 용접 특성 192.3 마찰교반용접 202.3.1 마찰교반용접 원리 202.3.2 마찰교반용접 특성 222.3.3 마찰교반용접부 미세조직 23제 3 장 실험방법 243.1 시험편 제조 243.2 미세구조 관찰 243.3 경도 측정 253.4 인장 시험 25제 4 장 실험 결과 및 고찰 274.1 미세구조 274.1.1 마찰교반용접 전 모재 274.1.2 마찰교반용접 후 용접 경계부 304.1.3 마찰교반용접 후 용접부 324.2 기계적 특성 시험 344.2.1 경도 시험 결과 344.2.2 인장 시험 결과 364.3 인장 시험 후 미세구조 394.3.1 상온 하 인장 시험 후 미세구조 394.3.2 극저온 하 인장 시험 후 미세구조 434.3.3 파단면 딤플 이미지 48제 5 장 결 론 50참고 문헌 52
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