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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 윤기봉
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 중앙대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수12
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항공 우주, 방위, 전력 산업 등에서 사용되는 주요 부품들이 분말을 이용한 적층 제조(Additive Manufacturing, AM) 공법으로 제작되고 있으며, 특히 소량 다품종 맞춤형 생산에 적합하다. 고온 환경에서 사용되는 주요 부품의 경우 크리프 물성은 가장 중요한 기계적 물성 중 하나이다.
본 연구에서는 적층제조 공법 중 하나인 PBF(Powder Bed Fusion)를 사용하여 제작한 SS321재료의 열처리 조건에 따른 금속의 미세조직 변화와 고온 크리프 강도의 차이를 상온 인장시험, 소형 펀치 크리프시험, 금속미세조직 분석으로 연구했다. 세부 방법으로는 OM, SEM, EDS, XRD를 사용하여 열처리 조건에 따른 금속미세조직 분석 및 파단면을 관찰했고, 소형 펀치 크리프시험으로 재료의 크리프 수명, 크리프 저항성 및 크리프 강도를 평가했다. 열처리에 따른 재료의 연화현상을 파단면 두께 측정과 경도측정을 통해 분석했다.
연구결과, 열처리를 진행하지 않은 시편 A에서 관찰 가능한 MPBs, cellular dendrite와 같은 미세조직이 높은 온도에서 열처리를 진행하여 시편 B, C에서 대부분 사라지고 재결정이 발생했다. 열처리에 따라 금속조직 내부의 풀림 쌍정과 M23C6, TiC, Ti2N과 같은 석출물이 관찰되었고, 이는 크리프 강도, 저항성, 수명과 같은 고온 크리프 물성이 향상되는 것을 소형 펀치 크리프시험 결과로 증명했다. 또한 제작 시 발생하는 재료 내부의 불안정성을 열처리를 통해 재료의 안정화와 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 연구결과를 얻었다.
본 연구에서는 적층제조 공법 중 하나인 PBF(Powder Bed Fusion)를 사용하여 제작한 SS321재료의 열처리 조건에 따른 금속의 미세조직 변화와 고온 크리프 강도의 차이를 상온 인장시험, 소형 펀치 크리프시험, 금속미세조직 분석으로 연구했다. 세부 방법으로는 OM, SEM, EDS, XRD를 사용하여 열처리 조건에 따른 금속미세조직 분석 및 파단면을 관찰했고, 소형 펀치 크리프시험으로 재료의 크리프 수명, 크리프 저항성 및 크리프 강도를 평가했다. 열처리에 따른 재료의 연화현상을 파단면 두께 측정과 경도측정을 통해 분석했다.
연구결과, 열처리를 진행하지 않은 시편 A에서 관찰 가능한 MPBs, cellular dendrite와 같은 미세조직이 높은 온도에서 열처리를 진행하여 시편 B, C에서 대부분 사라지고 재결정이 발생했다. 열처리에 따라 금속조직 내부의 풀림 쌍정과 M23C6, TiC, Ti2N과 같은 석출물이 관찰되었고, 이는 크리프 강도, 저항성, 수명과 같은 고온 크리프 물성이 향상되는 것을 소형 펀치 크리프시험 결과로 증명했다. 또한 제작 시 발생하는 재료 내부의 불안정성을 열처리를 통해 재료의 안정화와 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 연구결과를 얻었다.
목차
Ⅰ. 서 론 1가. 연구 배경 1나. 연구 목적 3Ⅱ. 연구 대상 및 이론적 배경 5가. 3D 적층제조 5나. 크리프 거동 81. 크리프 곡선 82. 크리프 구성방정식 9다. 오스테나이트계 스테인리스강의 특성 및 열처리 121. 오스테나이트계 스테인리스강의 특성 122. 오스테나이트계 스테인리스강의 열처리 14Ⅲ. 연구 및 실험방법 15가. 연구대상 시편 확보 15나. 재료의 열처리 18다. 금속미세조직 관찰 18라. 밀도 및 경도 측정 19마. 상온 인장시험 22바. 소형 펀치 크리프시험 22사. 파단면 분석 25Ⅳ. 결과 및 토의 26가. 금속미세조직 관찰 결과 261. XRD 상분석 결과 262. OM, SEM 관찰 및 EDS 분석 결과 28나. 밀도 및 경도 측정 결과 40다. 상온 인장시험 결과 42라. 소형 펀치 크리프시험 결과 44마. 파단면 관찰 및 두께 감소율 측정 결과 53바. 연구 결과 고찰 60Ⅴ. 결론 61참고문헌 62국문초록 67ABSTRACT 69
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