• 한국재료학회지
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• 제29권8호
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• pp.511-518
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• 2019

In this study, the effect of carbon equivalent and cooling rate on microstructure and hardness of A516 steels for pressure vessel is investigated. Six kinds of specimens are fabricated by varying carbon equivalent and cooling rate, and their microstructures and hardness levels are analyzed. Specimens with low carbon equivalent consist of ferrite and pearlite. As the cooling rate increases, the size of pearlite decreases slightly. The specimens with high carbon equivalent and rapid cooling rates of 10 and $20^{\circ}C/s$ consist of not only ferrite and pearlite but also bainite structure, such as granular bainite, acicular ferrite, and bainite ferrite. As the cooling rate increases, the volume fractions of bainite structure increase and the effective grain size decreases. The effective grain sizes of granular bainite, acicular ferrite, and bainitic ferrite are ~20, ~5, and ${\sim}10{{\mu}m$, respectively. In the specimens with bainite structure, the volume fractions of acicular ferrite and bainitic ferrite, with small effective grains, increase as cooling rate increases, and so the hardness increases significantly.

• 한국주조공학회지
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• 제12권5호
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• pp.403-411
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• 1992

The growth characteristics of bainite at early stage in the fast quenched spheroidal graphite cast irons containing 0.06%Mn and 0.45%Mn during austempering process, was investigated with optical and scanning electron microscope. The following results regarding the effects of Mn and isothermal heat treatment on the morphological variation of bainitic ferrite were obtained. The morphology of bainite varies from acicular below 350$^{\circ}C$ to feather shape above 350$^{\circ}C$. The period of isothermal treatment also affects the shape of bainite at the fixed temperature. At 350$^{\circ}C$, bainite is bamboo leaf-like up to 200 secs of isothermal holding time and with further increasing time up to 300 secs, changes to a mixed structure consisting of both feather and bamboo leaf and, finally becomes all feather shape at 900 secs. The morphology of bainitic ferrite formed at early stage of 300$^{\circ}C$ isothermal treatment is similar to that of bainitic ferrite formed at 250$^{\circ}C$ or 350$^{\circ}C$ with unbranched, linear ferrite. However, bainitic ferrite divides into branches with increasing isothermal treatment, which occurs more fast at 400$^{\circ}C$ than at 350$^{\circ}C$. The difference in adding amount of Mn influences the morphology of bainitic ferrite in upper bainite. The bainitic ferrite with 0.45%Mn is observed to be more stable than that with 0.06%Mn, remaining unbranched for a longer period at the same temperature.

• 한국가스학회지
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• 제16권4호
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• pp.16-22
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• 2012

용접기술의 발달과 더불어 기계, 교량, 선박 그리고 가스설비 등의 제작공정을 위하여 용접의 이용이 증가하고 있다. 따라서 그들의 용접 구조물 제작을 위하여 높은 생산성과 안전설계를 고려하는 용접 법을 개발하는 것이 요구되고 있다. 본 연구에서는 재료 두께, 용접층수, 하중 방향 그리고 토우부의 노치 반경과 관련하여 완전 용입 십자형 필릿 용접부의 피로강도 및 피로수명의 특성에 대하여 기초적으로 고찰하였다. 대부분의 피로파괴는 십자형 필릿 용접의 토우부에서 발생하였다. 피로강도 및 피로수명은 토우 부의 노치 반경과 플랭크 각에 의한 응력집중의 영향을 받고 있다. 토우부의 금속이 다층 용접에 의하여 어닐링 되고 확산 되었으며 그 결과 침상 페라이트 조직이 형성되어 피로강도와 피로수명을 향상시켰다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.47-47
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• 2009

용착금속의 미세조직은 크게 Acicular ferrite(AF), Ferrite with aligned second phase(FS), Primary ferrite(=Grain boundary Ferrite) 등으로 나눌 수 있다. 이 중 침상형 페라이트(AF)는 인성과 강도를 동시에 증가시킬 수 있으므로 이를 다량 확보하는 것이 용접산업의 관건이다. 본 연구에서는 침상형 페라이트 발생에 기여한다고 알려진 Ti 함량을 용착금속에서 단계적으로 조절하여 나타나는 미세조직과 특성변화를 관찰하였다. 모재는 HSB-600을 사용하였으며 용접재료는 ER100S-G급의 Ti가 함유되어 있는 것(A)과 미함유된 것(B)을 사용하였다. 모재 성분의 희석을 방지하기 위해 V-Groove 가공 후 Buttering 용접을 실시하였다. 중앙에 가공된 V-그루브에 이들 재료를 적절히 조합하고 용접(입열량 20kJ/cm)하여 Ti함유량을 총 4가지(0.002~0.025% Ti)로 제어하였다. 용접 후 각각의 시편에 대해 미세조직, 충격시험, O/N분석, 성분분석 등의 시험을 진행하였다. 미세조직 관찰결과 Ti함량이 증가할수록 AF는 증가하고 FS는 감소함을 확인할 수 있었으며 충격시험결과 Ti가 많이 함유된 시편일수록 더 낮은 연성취성 천이온도(DBTT)를 나타내었다. EDS와 SEM으로 관찰한 결과 Ti함량 증가에 따라 비금속개재물의 크기는 작아지고 밀도는 높아지는 것을 확인할 수 있었으며 개재물 내에서의 Ti함량도 더 많아지는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제17권1호
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• pp.19-25
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• 2013

용접에 의한 가스설비, 교량, 선박 등 강 구조물의 접합 방법은 대부분 십자형이나 T형의 필릿 용접으로 이루어지며 구조물의 형상과 용도에 따라 완전 용입 또는 불완전 용입 상태로 이루어진다. 본 연구에서는 십자형 필릿용접 구조물에 대하여 재료 두께별 용입 깊이에 따른 피로 균열 특성을 파악하였고, 그 결과로부터 무한수명 영역내에서의 안전 설계응력에 대하여 고찰하였다. 미 용입 길이가 길면 루트 부 파괴가 되어 무한 수명 영역은 작고 미 용입 길이가 짧으면 토우부 파괴가 되어 무한 수명 영역은 크게 나타났다. 3층 용접한 재료 두께 20mm의 경우가 2층 용접한 재료 두께 10mm, 15mm의 경우보다 미세한 페라이트 침상 조직을 더 많게 형성시켜 노치 인성을 증가시키므로 서 피로강도와 무한 수명을 더 향상시킨 것으로 나타났다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.30-30
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• 2010

고강도강의 용접성은 저온균열 저항성으로 대변되는데, TMCP강과 HSLA강 등이 개발되면서 고강도강의 저온균열저항성이 크게 향상되어 무예열 용접성이 확보되었다. 그러나 용접재료 측면에서는 그에 상응하는 재료의 개발이 지연되어 강재 개발로 인한 우수한 성능을 충분히 발휘하지 못하고 있으며 용접부의 건전성 문제가 심각하게 인식되고 있다. 이로 인해 고강도강에 적용시킬 수 있는 무예열 용접재료의 필요성이 대두되어 개발이 진행되고 있으며 상용화를 앞두고 있다. 이러한 용접재료의 개발단계에서 합금설계는 가장 중요한 항목으로 합금 조성에 따라 용착금속의 강도 및 인성에 상당한 변화를 가져오기 때문이다. 합금원소 중 Al은 강재의 탈산을 돕기 때문에 가능한 많은 양의 첨가를 요구하지만 적정량 이상을 초과하게 되면 오히려 용착금속의 저온인성 특성에 부정적인 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 고강도 GMA 용착금속의 Al함량을 단계적으로 변화시켜 용착금속 내 최적의 Al의 함량을 찾고자 하였다. 또한 높은 비용 및 많은 시간을 필요로 하는 와이어로드를 제작하지 않고도 Al함량을 조절 할 수 있는 방법을 고안하고자 하였다. 실험의 모재는 HSLA-100강을 사용하였으며 용접재료는 ER120S-G급의 GMA용접 재료를 사용하였다. 모재 성분과의 희석을 방지하기 위해 V-Groove 가공 후 6패스 Buttering 용접을 실시하였고, 다시 Buttering용접부에 V-Groove 가공을 하여 최종 용접을 실시하였다. 이 때 Al함량을 조절하기 위해 최종 용접 개선부 밑면에 홈을 판 후 Al fiber(직경 0.3mm)를 깔고 용접(입열량 20kJ/cm)하여 Al함유량을 총 3가지(0.003~0.04% Al)로 제어하였다. 용접 후 각각의 시편에 대해 미세조직, 충격시험, O/N분석, 성분분석 등의 시험을 수행하여 저온인성과의 상관관계를 알아보았다.