용접부 미세조직과 계산에 대한 신뢰성 (Relaibility of Weld Microctructure and Property Calculations)

전문가 제언

□ 용접으로 구조물을 제작하면 용접금속은 조질압연과 열처리를 통해 제조된 미세립의 원모재와는 다른 주조조직의 성격을 갖는 비균질적인 이음부(heterogeneous joint)를 형성하며, 특히 철강 용접구조물의 경우 변태가 완료된 용접금속의 미세조직은 입계 페라이트, 위드만스테텐 페라이트, 침상 페라이트 등이 복합적으로 생성된다. 따라서 용접부의 기계적 성질에 매우 유리한 침상 페라이트가 많이 생성될 수 있도록 용접재료의 합금설계와 용접 중에 일어나는 응고거동을 면밀히 분석해야 한다.

□ 용접부의 응고에 따른 미세조직의 형상에 관하여 정리한 본고는 응고의 모델링과 용가제 합금의 개발에 유익한 정보를 제공하고 있다. 전산 열동력학모델(computational thermodynamics model)을 사용하여 다성분계 용접부의 1차 응고조직, 용질원소의 분배에 의한 응고조직, 실온으로 냉각된 용접부 응고조직의 안전도를 예측할 수 있으며, 최근에 개발된 계면-반응함수모델(interface-response function model)을 전산열동력학모델과 연관시켜 사용하면 다성분계 철강재료 용접부의 응고과정에서 생성되는 응고상의 선택과정을 평가할 수 있다. 또한 고속/고해상 사진기술과 상대론적으로 큰 에너지를 갖는 하전입자가 가속될 때 방출하는 빛인 싱크로트론 방사를 갖는 x-선 회전 장비인 TRXRD (time-resolved x-ray diffraction)를 사용하여 용접부의 응고를 실시간으로 관찰하는 것이 효과적이라 판단한다.

□ 용접부에서 일어나는 비평형 응고는 용접 시 빠른 냉각속도에 기인하며 고상과 액상 사이에서 원소의 분배 현상이다. 고액계면에서 고상 성분과 액상 성분의 비율을 나타내는 분배 계수 κ는 수지상정의 성장속도의 영향을 받으며, 성장속도가 증가하게 되면 κ는 평형값에서 벗어나 1 값에 접근하게 된다. 그리고 용접 시 성장속도가 높아지면 용질원소의 분배가 적어지고 κ 값이 변하여 평활한 고액계면으로 바뀌고 응고조직도 변하며 용접 조직에 편석이 거의 안 생긴다. 이와 같이 분배 계수 κ에 따른 응고 조직의 형성에 관한 기구는 분석자의 논문(Journal of Materials Science, Vol. 31, No. 1, pp.2859～2864, 1996) 등을 참조하면 이해하는데 많은 도움이 될 것이다.

저자

H. Bhadeshia

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2004

권(호)

(9)

잡지명

Welding journal

과학기술
표준분류

재료

페이지

237~243

분석자

김*태

분석물

• 용접부 미세조직과 계산에 대한 신뢰성.pdf [286,627 byte]

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