• 한국재료학회지
• /
• 제28권9호
• /
• pp.522-527
• /
• 2018

This study investigates the effects of isothermal holding temperature and time on the microstructure, hardness and Charpy impact properties of medium-carbon bainitic steel specimens. Medium-carbon steel specimens with different bainitic microstructures are fabricated by varying the isothermal conditions and their microstructures are characterized using OM, SEM and EBSD analysis. Hardness and Charpy impact tests are also performed to examine the correlation of microstructure and mechanical properties. The microstructural analysis results reveal that granular bainite, bainitic ferrite, lath martensite and retained austenite form differently in the specimens. The volume fraction of granular bainite and bainitic ferrite increases as the isothermal holding temperature increases, which decreases the hardness of specimens isothermally heat-treated at $300^{\circ}C$ or higher. The specimens isothermally heat-treated at $250^{\circ}C$ exhibit the highest hardness due to the formation of lath martensite, irrespective of isothermal holding time. The Charpy impact test results indicate that increasing isothermal holding time improves the impact toughness because of the increase in volume fraction of granular bainite and bainitic ferrite, which have a relatively soft microstructure compared to lath martensite for specimens isothermally heat-treated at $250^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$.

• 한국재료학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.276-280
• /
• 2017

This study was carried out to evaluate the developed microstructures and mechanical properties of friction welded A6063 alloy. For this work, specimens were prepared at a size of 12 mm ${\O}{\times}80mm$, and friction welding was carried out at a rotation speed of 2,000 RPM, friction pressure of $12kgf/cm^2$ and upset pressure of $25kgf/cm^2$. To perform an analysis of the grain boundary characteristic distributions, such as the grain size, orientation and misorientation angle distributions, the electron back-scattering diffraction method was used. In addition, in order to identify the dispersed intermetallic compounds of the base and welded materials, transmission electron microscopy was used. The experimental results found that the application of friction welding on A6063 led to significant grain refinement of the welded zone relative to that of the base material. Besides this, intermetallic compounds such as AlMnSi and $Al_2Cu$ were found to be dispersed with more refined size relative to that of the base material. This formation retains the mechanical properties of the welds, which results in the fracture aspect at the base material zone. Therefore, based on the developed microstructures and mechanical properties, the application of friction welding on A6063 could be used to obtain a sound weld zone.

• 한국재료학회지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.556-562
• /
• 2011

We carried out this study to evaluate the grain refining in and the mechanical properties of alloys that undergo severe plastic deformation (SPD). Conventional rolling (CR) and cross-roll rolling (CRR) as SPD methods were used with Ni-20Cr alloy as the experimental material. The materials were cold rolled to a thickness reduction of 90% and subsequently annealed at $700^{\circ}C$ for 30 min to obtain a fully recrystallized microstructure. For the annealed materials after the cold rolling, electron back-scattered diffraction (EBSD) analysis was carried out to investigate the grain boundary characteristic distributions (GBCDs). The CRR process was more effective when used to develop the grain refinement relative to the CR process; as a result, the grain size was refined from $70{\mu}m$ in the initial material to $4.2{\mu}m$ (CR) and $2.4{\mu}m$ (CRR). These grain refinements have a direct effect on improving the mechanical properties; in this case, the microhardness, yield and tensile strength showed significant increases compared to the initial material. In particular, the CRR-processed material showed more effective values relative to the CR-processed materials. The different texture distributions in the CR (001//ND) and CRR (111//ND) were likely the cause of the increase in the mechanical properties. These findings suggest that CRR can result in materials with a smaller grain size, improved texture development and improved mechanical properties after recrystallization by a subsequent annealing process.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.282-287
• /
• 2023

본 연구에서는 Laser Powder bed fusion(L-PBF) 공정을 사용하여 제작된 Ti-6Al-4V 합금 적층성형품의 응력제거 열처리 온도와 시간의 변화에 따른 미세조직, 잔류응력 그리고 경도의 변화를 연구하였다. 잔류응력 제거를 위한 열처리 시험 결과 823 K에서는 240분, 873K에서는 60분 이상 열처리시 치수변화 및 기계적 특성 저하를 야기하는 결정립 성장 및 상변화 발생 없이 대부분의 잔류응력이 3 0 MPa 이하로 감소되는 것을 확인하였다. 또한, 열처리 온도 및 시간의 증가와 함께 경도가 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 XRD 및 SEM-EBDS의 phase map 분석을 통해 확인되지 않지만, 773~873 K 온도범위에서 등온 열처리시 국부적인 침상 Martensitic α' 상의 미세화가 원인으로 추정된다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제52권6호
• /
• pp.283-288
• /
• 2019

MCrAlY overaly coatings are used as oxidation barrier coatings to prevent degradation of the underlying substrate in high temperature and oxidizing environment of the hot section of gas turbines. Therefore, oxidation resistance in high temperature is important property of MCrAlY coatings. Also, coefficients of thermal expansion (CTE) of MCrAlY have middle value of that of Ni-based superalloys and oxides, which have the effect of preventing the delamination of the surface oxides. Cyclic oxidation test is one of the most useful methods for evaluating the high temperature durability of coatings used in gas turbines. In this study, NiCoCrAlY overlay coatings were formed on Inconel 792(IN 792) substrates by vacuum plasma spraying process. Vacuum plasma sprayed NiCoCrAlY coatings and IN 792 susbstrates were exposed to 1000℃ one-hour cyclic oxidation environment. NiCoCrAlY coatings showed lower weight gain in short-term oxidation. In long-term oxidation, IN 792 substrates showed higher weight loss due to delamination of surface oxide but NiCoCrAlY coatings showed lower weight loss. X-ray diffraction (XRD) analysis showed α-Al2O3 and NiCr₂O₄ was formed during the cyclic oxidation test. Through cross-section observation using scanning electron microscopy (SEM) and electron back scatter diffraction (EBSD) analysis, thermally grown oxide (TGO) layer composed of α-Al₂O₃ and NiCr₂O₄ was formed and the thickness of TGO increased during 1000℃ cyclic oxidation test. β phase in upper side of NiCoCrAlY coating was depleted due to oxidation of Al and outer beta depletion zone thickness also increased as the cyclic oxidation time increased.

• 광물과 암석
• /
• 제33권3호
• /
• pp.259-272
• /
• 2020

지각내부에서의 지진파 전파 특성은 지각의 주요 구성광물들의 격자선호방향에 크게 영향을 받는다. 따라서 지진파 전파속도자료를 이용해 지구내부구조를 해석하기 위해서는 해당 지역의 주요 구성 광물들의 격자선호방향과 이를 이용해 계산된 암석별 지진파 전파속도 특성 자료가 필요하다. 하지만 국내의 암석과 광물의 격자선호방향에 대한 연구는 거의 없는 상황이다. 이번 연구에서는 경기육괴 북부에 위치한 가평 위곡리 일대의 두 각섬암체에서 각섬암을 채취하여, 각섬암 내부의 주요 광물들, 특히 각섬석과 사장석의 격자선호방향을 전자현미경/후방산란전자회절 기기를 통해 분석하고, 이를 이용해 가평지역 각섬암에서 나타나는 지진파 전파속도 특성을 계산하였다. 분석결과 가평 위곡리 일대 두 개의 각섬암체에서 각각 type I과 type IV로 정의된 두 가지 타입의 각섬석 격자선호방향이 관찰되었다. 사장석은 비교적 약한 격자선호방향을 보여주었다. Type I 각섬석 격자선호방향이 관찰된 각섬암에서는 큰 지진파 비등방성이 관찰되었으나, type IV 각섬석 격자선호방향이 관찰된 각섬암에서는 작은 지진파 비등방성이 관찰되었다. 이것은 이전의 실험결과와 일치하는 결과이다. 빠른 S파의 편파방향은 각섬석의 격자선호방향에 관계없이 선구조방향에 평행하게 나타났다. 가평지역의 각섬암에서 관찰된 이러한 지진파 전파 특성은 경기육괴 지각 내부의 구조와 지진파 자료를 해석하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.61-66
• /
• 2018

본 연구에서는 DRAM 제조 집적공정의 금속배선으로 사용하는 구리의 자기 열처리(self-annealing) 후 박막 특성 변화에 대한 연구를 진행하였다. 구리를 증착하고 상온에서 시간이 경과하면 구리가 성장하여 결정체 크기 변화가 생기는데 이를 자기 열처리라고 부른다. 구리 금속의 증착은 전기 도금법(electroplating)을 사용하였다. 구리 도금액으로 유기 첨가물이 다른 두 가지 시료인 기준 도금액과 평가 도금액 두 용액에 대해 평가 하였다. 자기 열처리 시간이 경과함에 따라 시간에 대해 면 저항 값의 변화가 없는 영역과 이후 급격하게 떨어지는 구간으로 나누어지고 최종적으로 포화면 저항 값을 보인다. 최종적인 면 저항 값은 초기 값 대비 20% 개선 효과를 보인다. 평가 전해액의 자기 열처리 효과가 기준 용액 대비 더 빠른 시간 안에 이루어졌는데 이는 유기 첨가물의 차이 때문이다. 개선의 효과 분석으로 TEM 장비를 이용하여 결정체 변화를 관찰하였고 자기 열처리 공정에 의해 효과적인 결정체 성장이 이루어졌음을 발견했다. 또한 단면 TEM 측정 결과 자기 열처리 된 시료는 전류 방향으로의 결정체 경계면 숫자가 줄어드는 bamboo 구조를 보인다. 열적 열하 특성(thermal excursion characteristics) 측정 결과 고온 열처리 대비 자기 열처리 시료가 hillock 특성이 보이지 않고 이는 박막의 신뢰성 특성을 향상 시킨다. Electron backscattered diffraction (EBSD) 측정 결과 결정체가 $2{\mu}m$까지 성장한 결정체를 관찰하였고 스트레스에 의한 void를 억제하는데 유리한 (100) 면 비중이 증가하는 방향으로 결정체 성장이 이루어짐을 알 수 있다.