SCM440강의 수소취성에 미치는 템퍼링 온도의 영향 :Effect of Tempering Temperature on Hydrogen Embrittlement of SCM440 Steels

김재윤

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김재윤 (서울과학기술대학교 )

지도교수: 황병철

발행연도: 2023

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이용수9

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2023

SCM440강의 수소취성에 미치는 템퍼링 온도의 영향

김재윤 신소재공학과 2023.01 학위논문

2021

템퍼링 온도에 따른 SCM 440 강의 수소취성 분석

김재윤 , 고석우 , 김상규 외 1명 한국소성가공학회 학술대회 논문집 2021.05 학술대회자료

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본 연구에서는 퀜칭 및 템퍼링된 SCM440 강의 템퍼링 온도에 따른 수소취성 저항성의 영향을 고찰하였다. 퀜칭 및 템퍼링된 SCM440 강은 템퍼드-마르텐사이트 조직을 나타내었으며, 템퍼링 공정에 따라 탄화물이 형성되었다. 템퍼링 온도를 다르게 실시한 SCM440 강에 수소취성을 평가하기 위해 전기화학적으로 수소를 충전한 후 저속인장시험(slow strain rate tensile, SSRT)을 실시하였다. 수소 주입 전후 시편의 강도, 연신율, 단면적 감소율을 비교하여 수소취성 저항성을 평가하였다. 수소 주입 전후 저속인장시험 결과 템퍼링 온도가 증가함에 따라 SCM440 강의 수소취성 저항성이 증가하는 결과를 보였다.
수소 트랩 사이트의 관점에서 수소취성 메커니즘을 이해하기 위해 실버 데코레이션(silver decoration)과 열탈착 거동 분석(thermal desorption spectroscopy, TDS)을 실시하였다. 실버 데코레이션 분석 결과 마르텐사이트 래스의 계면과 탄화물 주변에서 은입자가 관찰되어 해당 영역이 수소 트랩 사이트로 작용하였다. 열탈착 거동 분석 결과 템퍼링 온도가 증가함에 따라 상대적 저온 영역에서 피크값이 감소하고 2차 피크가 생성되는 결과를 보였다. 이는 템퍼링 온도가 증가함에 따라 가역적 트랩 사이트인 전위 밀도가 감소하고, 비가역적 트랩 사이트인 탄화물이 형성되어 수소취성 저항성이 증가하는 결과를 보인 것으로 생각된다.

I. 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 2
II. 이론적 배경 4
2.1 수소취성 정의 4
2.2 수소취성 이론 5
2.3 수소 트랩 사이트(Hydrogen trap site) 11
2.3.1 수소 활성화 에너지(Activation energy) 14
2.4 내부 수소 평가 및 검출 방법 16
2.4.1 열탈착거동 분석(Thermal Desorption Spectroscopy, TDS) 16
2.4.2 수소 투과도 분석(Permeation test) 20
2.4.3 수소 원자 직접 분석(Direct observation of hydrogen atoms) 20
2.5 템퍼드-마르텐사이트 강의 수소취성 24
2.5.1 전위 및 결정립계 24
2.5.2 탄화물 거동 25
2.5.3 미세조직의 템퍼링 온도 영향 26
III. 실험 방법 30
3.1 시편 준비 30
3.2 미세조직 관찰 32
3.3 기계적 특성 및 수소취성 평가 34
3.4 실버 데코레이션 및 수소 열탈착 거동 분석 37
IV. 실험 결과 및 고찰 39
4.1 초기 미세조직 39
4.2 기계적 특성 및 수소취성 평가 48
4.3 수소 트랩 사이트 분석 54
4.3.1 실버 데코레이션 분석 54
4.3.2 전위 밀도 57
4.3.3 탄화물 거동 59
4.3.4 열탈착 거동 분석 62
V. 결 론 66
참고문헌 67
영문초록(Abstract) 80
감사의 글 82

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