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철강 용접부에 대한 최신 모델링

전문가 제언: ○ 용접부의 응고조직 형성은 여러 가지 응고 모델로 설명이 되고 현미경 조직을 통해 분석되어져 왔는데, 최근 컴퓨터 열역학과 운동학에 관한 이론과 분석시스템이 많이 개발되어 분석에 많은 도움을 주고 있다. 용융금속의 핵생성 과정에서 아크진동, 용융지의 교반 등에 의한 입자미세화 효과를 분석하기 위해서는 열전달/질량전달의 모델과 확률론적 모델 또는 결정론적 모델을 합친 용착금속에 대한 수치모델링이 필요하다.

○ 철강재 용접금속의 미세조직과 물성치를 계산하는데 사용되는 핵심적인 변수에는 화학적 조성, 냉각 상태, 그리고 오스테나이트 결정립 크기 등이 포함된다. 이 중에서 900℃와 마르텐사이트 변태가 시작되는 온도구간에서 고상변태를 다루는 냉각곡선이 매우 중요한 도구가 된다. 특히 용접부의 미세조직 변태를 예측하기 위해서는 냉각시간 Δt800500을 폭넓게 활용하는 것이 필요하다.

○ 철강재 용접금속에 존재하는 침상 페라이트(acicular ferrite)는 결정립 내에서 생성되어 여러 방향의 방사형으로 성장함으로써 균열의 진전을 방해하고 휘게 하는 등 강하고 인성이 높은 특성을 주므로 용접부에 매우 유익한 미세조직이다.

○ 용접봉과 같은 용가제 합금을 개발하기 위해서는 모델 합금에 대한 수학적인 계산을 토대로 하는 설계 과정이 포함된 개발 공정이 필요하다. 용접부의 응고 모델링과 용가제 합금의 개발에 유익한 정보를 제공하고 있는 용착금속의 미세조직 분석과 계산에 대한 모델들을 자세히 알아보려면 이 분야에서 많은 연구를 실시하고 있는 영국 Cambridge 대학교(http://www.msm.cam.ac.uk/map/map-main.html)를 참조하면 도움이 될 것이다.

저자: H. K. D. H. Bhadeshia
자료유형: 학술정보