고강도 강철 합금 - 초음파 중첩(High strength steel alloys, ultrasonic wave superposition, austenite, martensitic)

 

목차

 

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고강도 강철 합금의 마르텐사이트 구조(High strength steel alloys, High martensite phase)

• 마르텐사이트 형성 증가: EBSD(Electron Backscatter Diffraction) 측정 결과에 따르면, 초음파 파동 중첩을 사용하여 생산된 용접 이음매에서는 높은 비율의 마르텐사이트 단계와 낮은 비율의 오스테나이트가 형성됩니다.
• 강도 향상: 마르텐사이트는 강철의 강도를 높이는 데 중요한 역할을 하며, 오스테나이트(austenite)보다 단단한 구조를 가집니다. 페라이트 단계(Ferrite phase)구성요소는 관찰되지 않았으며, 이는 균열을 유발할 수 있기 때문에 중요한 결과입니다.

 

 

 

위 그림은 초음파 파동 중첩을 이용한 맞춤형 블랭크 용접의 EBSD(Electron Backscatter Diffraction) 분석에서 얻은 주사전자현미경(SEM) 이미지를 보여줍니다. 이 이미지는 두 가지 중요한 방식으로 정보를 제공합니다.

 

1. 역극도 지도(Inverse Pole Figure Mappings, IPFM): 이는 (a) 부분에 표시되며, 결정 구조의 방향성을 보여줍니다. 역극도 지도는 각 결정립의 방향성을 색으로 나타내어, 용접 공정 중에 형성된 미세 구조의 방향성을 이해하는 데 도움을 줍니다.
2. 상세 품질 지도(Image Quality Map, IQM): 이는 (b) 부분에 표시되며, 용접(Welding) 이음매의 품질을 평가하는 데 사용됩니다. 상세 품질 지도는 결정립의 크기, 모양, 분포 등을 분석하여 용접부의 미세 구조적 특성을 보여줍니다.

그림의 빨간색으로 표시된 영역은 응고 전선이 만나는 지점을 나타냅니다. 이 지점은 용접 이음매 내에서 물질의 응고 패턴을 이해하는 데 중요한 지역으로, 용접 공정의 품질과 미세 구조적 속성을 평가하는 데 중요한 정보를 제공합니다.

 

EBSD 분석과 SEM 이미지는 용접된 재료의 미세 구조적 특성을 이해하고, 용접 공정의 품질을 평가하는 데 중요한 도구입니다. 이러한 분석을 통해 용접 과정을 최적화하고, 재료의 성능을 향상시킬 수 있는 중요한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

 

 

 

미세한 입자 구조

• 입자 구조 형성: 레이저 빔 용접의 냉각 과정에서 열 방출 방향으로 대비되는 입자 구조가 형성됩니다.
• 미세한 입자 구조: 초음파 중첩으로 인해 용접 이음매와 응고 영역 모두에서 파동에 의한 덴드라이트(dendrite) 전단으로 인해 미세한 입자 구조가 형성됩니다. 이 미세한 입자 구조는 용접 이음매의 강도에 긍정적인 영향을 미칩니다.
  용접 과정에서의 초음파 파동 중첩의 역할
• 파동 유도 덴드라이트 전단: 초음파 파동은 용접 중 발생하는 덴드라이트 구조를 전단하고, 결과적으로 더 미세하고 균일한 입자 구조를 형성합니다.
• 강도 및 내구성 향상: 이러한 미세한 구조는 용접 이음매의 강도와 내구성을 향상시키는 데 기여합니다.

이러한 기술적 접근은 고강도 강철 합금의 용접 품질을 개선하고, 강도와 내구성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 또한, 용접 공정의 효율성을 높이고, 고강도 강철의 용접 가능성을 넓히는 데 기여할 수 있습니다.

 

 

 

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