• 한국재료학회지
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• 제30권2호
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• pp.87-92
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• 2020

This study deals with the effects of austempering time on the microstructure and mechanical properties of ultra-high strength nanostructured bainitic steels with high carbon and silicon contents. The steels are composed of bainite, martensite and retained austenite by austempering and quenching. As the duration of austempering increases, the thickness of bainitic ferrite increases, but the thickness of retained austenite decreases. Some retained austenites with lower stability are more easily transformed to martensite during tensile testing, which has a detrimental effect on the elongation due to the brittleness of transformed martensite. With increasing austempering time, the hardness decreased and then remained stable because the transformation to nanostructured bainite compensates for the decrease in the volume fraction of martensite. Charpy impact test results indicated that increasing austempering time improved the impact toughness because the formation of brittle martensite was prevented by the decreased fraction and increased stability of retained austenite.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.156-160
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• 2001

The effects of TRansformation Induced Plasticity(TRIP) phenomena on the plastic deformation of 0.2C-1.5Si-1.5Mn multiphase steels have been investigated at various heat treatment and stress conditions. In order to estimate the formability, the hole expansion(HE) tests and the tensile tests were carried out. The formability evaluated from the uni-axial tensile tests was quite different from the formability measured from multi-axial HE-tests. Consequently, the formability in the multi-axial stress state decreased due to the extinction of the retained austenite relatively at earlier deformation stage and the production of irregular α' martensite. However, the defects of TRIP-steels were initiated exactly at the boundary between transformed martensite and ferrite matrix regardless of stress state. In addition, new experimental formula is proposed in order to predict the multi-axial formability of the TRIP steels from the results of uniaxial tensile test.

• 소성∙가공
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• 제28권4호
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• pp.219-225
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• 2019

This study deals with the effect of austempering temperature and time on the microstructures and mechanical properties of high-carbon nano-bainite steels. Although all the austempered specimens are mainly composed of bainite, martensite, and retained austenite, the specimens which are austempered at lower temperatures contain finer packets of bainite. As the duration for austempering increases, bainite packets are clearly seen due to larger amount of carbon atoms being redistributes into bainite and retained austenite during bainite transformation. As the austempering time increases, the hardness of the specimens gradually decreases as a result of lower martensite volume fraction, and later increases again due to the formation of nano-bainite structure. The Charpy impact test results indicate that the impact toughness of the austempered specimens can be improved if the formation of nano-bainite structure and the transformation induced plasticity effect of retained austenite are optimized at higher austempering temperature.

• 열처리공학회지
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• 제32권4호
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• pp.161-167
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• 2019

Impact toughness and fracture behavior were studied in five kinds of non-heat treating steels containing bainite; standard(0.25C-1.5Mn-0.5Cr-0.2Mo-0.15V), high V(0.3V), Ni(0.5Mn-2Ni), W(0.4W instead of Mo), and high C-Ni(0.35C-0.5Mn-2Ni) steels. The good hardness and impact toughness balance was exhibited in the $1100^{\circ}C$-rolled condition, while the impact toughness was deteriorated due to coarse grained microstructure in the $1200^{\circ}C$-rolled condition. The impact toughness decreased with increasing the hardness in all steels studied. The fracture behavior was also basically identical, that is, the fracture area was divided into 3 zones; shear and fibrous zone, fracture transition zone with ductile dimples and cleavage cracks, where the cracks initiate and grow to critical size, unstable cleavage fracture propagation zone. The energy absorbed for the critical crack formation through the plastic deformation inside the plastic zone in front of the notch root contributed to a mostly significant portion of the total impact energy.

• 한국재료학회지
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• 제24권10호
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• pp.520-525
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• 2014

Effects of Cu and B on effective grain size and low-temperature toughness of thermo-mechanically processed high-strength bainitic steels were investigated in this study. The microstructure of the steel specimens was analyzed using optical, scanning, and transmission electron microscopy; their effective grain size was also characterized by electron back-scattered diffraction. To evaluate the strength and low-temperature toughness, tensile and Charpy impact tests were carried out. The specimens were composed of various low-temperature transformation products such as granular bainite (GB), degenerated upper bainite (DUB), lower bainite (LB), and lath marteniste (LM), dependent on the addition of Cu and B. The addition of Cu slightly increased the yield and tensile strength, but substantially deteriorated the low-temperature toughness because of the higher volume fraction of DUB with a large effective grain size. The specimen containing both Cu and B had the highest strength, but showed worse low-temperature toughness of higher ductile-brittle transition temperature (DBTT) and lower absorbed energy because it mostly consisted of LB and LM. In the B-added specimen, on the other hand, it was possible to obtain the best combination of high strength and good low-temperature toughness by decreasing the overall effective grain size via the appropriate formation of different low-temperature transformation products containing GB, DUB, and LB/LM.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.535-541
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• 2013

본 연구에서는 아연도금강관 용접에 용접 전류, 전압과 보호가스가 용접 비드 형상과 미세조직과 경도에 미치는 영향을 조사하였다. 전압, 전류과 보호가스 종류 및 조성의 변화가 용접 비드의 높이와 너비, 용입깊이에 영향을 미침을 확인하였다. 비드높이에는 보호가스 Ar 가스, 용입에는 $CO_2$ 가스, 그리고 비드너비에는 Ar+$O_2$ 가스가 가장 큰 영향을 미쳤다. 용접부의 경도에서는 Ar+10% $O_2$ 와 Ar+20% $CO_2$ 가스 사용 시 결정립계 페라이트와 다각형 페라이트가 생성되어 낮았으며, Ar+2% $O_2$ 가스를 사용했을 때는 아시큘러 페라이트와 베이나이트적 페라이트와 사이드플레이트 페라이트가 생성되어 경도가 높았다.

• 한국가스학회지
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• 제24권5호
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• pp.39-46
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• 2020

본 논문에서는 파이프라인에서 사용되는 API 5L 철강의 중심선 편석에 대해 다루고자 한다. Mn/S와 Nb 그리고 C는 파이프 두께 방향으로의 중심선에서 편석되는 요소로 알려져 있다. Mn은 일반적으로 긴 점성상을 이루는 S를 동반한다. 중심선의 미세조직은 MnS와 산소를 포함한 Nb/Ti로 구성되어 있는데 이 중심선 지역의 편석효과를 OM, SEM/EDS 및 마이크로비커스 경도기로 분석하였다. Mn, Nb 및 C는 오스테나이트가 페라이트 또는 마르텐사이트로 변태하는 것을 억제시키는 원소이다. 이러한 원소들은 마르텐사이트의 한 종류인 베이나이트 미세조직을 만들 수 있는데 이는 용융 및 열처리에서 얻어지는 중심선과 매트릭스 간의 원소 편석과는 다르다.

• 열처리공학회지
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• 제28권2호
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• pp.75-81
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• 2015

Effects of B and Cu additions on the microstructure and mechanical properties of high-strength bainitic steels were investigated in this study. Six kinds of high-strength bainitic steels with different B and Cu contents were fabricated by thermo-mechanical control process composed of controlled rolling and accelerated cooling. The microstructures of the steels were analyzed using optical and transmission microscopy, and the tensile and impact tests were conducted on them in order to investigate the correlation of microstructure with mechanical properties. Depending on the addition of B and Cu, various low-temperature transformation products such as GB (granular bainite), DUB (degenerated upper bainite), LB (lower bainite), and LM (lath martensite) were formed in the steels. The addition of B and Cu increased the yield and tensile strengths because of improved hardenability and solid solution strengthening, but decreased the ductility and low-temperature toughness. The steels containing both B and Cu had a very high strength above 1.0 GPa, but showed a worse low-temperature toughness of higher DBTT (ductile-to-brittle transition temperature) and lower absorbed energy. On the other hand, the steels having GB and DUB showed a good combination of tensile and impact properties in terms of strength, ductility, yield ratio, absorbed energy, and DBTT.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.69-69
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• 2010

최근 컨테이너 선박의 초대형화로 극후물 고장력 강재인 항복응력 460MPa급 고장력강인 EH47이 개발되었다. 두께 80mm의 극후물 용접에서 용접생산성 향상을 위하여 EGW/FCAW로 양면 용접이 검토되고, 입열량은 최대 300kJ/cm의 대입열 용접이 요구된다. 이를 위해서는 강재 및 용접재료 모두 300kJ/cm 용접부 성능이 선급 규격을 만족하여야 함은 물론 마지막 조립단계에서 적용되기 때문에 용접재료의 용접작업성도 매우 크게 요구되고 있다. 먼저 대입열 용접금속에서 요구되는 저온 충격인성($vE_{-20^{\circ}C}{\geq}57J$)을 만족하기 위하여는 용접금속의 미세조직 제어가 필요하며, 특히 조대한 입계페라이트 생성을 억제하고 미세한 입내 페라이트를 균일 분포하는 것이 중요하지만, 이를 위해 용접금속의 소입성이 지나치게 높이면 경화조직인 베이나이트 분율이 증가하여 오히려 용접금속 저온 충격인성을 저하시키므로, 적절한 용접금속의 성분 제어가 중요하다. 한편 용접부는 선급에서 요구하는 최소 강도인 570MPa를 만족하기 위하여 용접금속의 소성구속 현상을 활용하여 용접부 인장강도를 확보 할 수 있음을 확인했다. 이를 위해서는 용접금속의 적정한 경화도 확보가 필요하였다. 전술한 바와 같이 대입열 용접금속 저온 충격인성 확보와 용접부 강도 측면을 고려하여 용접금속 최적의 탄소당량 범위를 제시코자 하였다. 한편 용접재료의 용접작업성은 EGW용접의 용적이행 현상은 자유비행이행으로 이루어지고 있으며 특성상 용접중 용적과 용융지 사이에 많은 순간단락 현상을 동반하고 있으며, 슬래그 유동이 불안정하면 아크 꺼짐 현상도 관찰되고 있다. 따라서, 현장용접시 원할한 용접작업성을 확보할 수 있는 평가 기준으로써 아크 전류 및 전압의 변동 정도를 설정하고, 용접재료의 용접작업성 확보 기준을 제시코자 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권10호
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• pp.901-906
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• 2016

본 논문은 두께 10 mm의 조선용 강판 AH36에 대해 레이저-아크 하이브리드 용접을 사용하여 원패스 관통용접을 실시함으로써 실제 조선 산업에서의 생산성 향상을 목적으로 연구되었다. 10 mm두께의 후판을 사용하였기 때문에 관통용접을 얻기 위해서는 더욱 높은 레이저 및 아크의 출력이 요구되었다. 그러나 보다 더 증가된 레이저 및 아크 출력의 사용은 비드 양단에 언더컷과 같은 결함을 야기하였다. 이러한 언더컷은 노치로 작용하여 용접 구조물의 강도를 약화시키므로 반드시 방지되어야하며, 본 실험에서는 아크의 변수인 용접 전압 및 펄스컬렉션을 조절함으로써 제어할 수 있었다. 용접된 시험편의 기계적 특성을 파악하기 위해 레이저 영역 및 아크 영역에 대해 경도 측정을 실시하였다. 그 결과, 열영향부는 조직의 변태로 인해 최대 경도가 용접부보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 미세조직 관찰 결과, 열영향부는 마르텐사이트 및 베이나이트와 같은 경한 조직으로 구성되어 있는 것을 알 수 있었다.