이병원
2006-03-15 14:53:28
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일반적으로 압력용기용 탄소강은 가공,성형 후 노말라이징 열처리를 실시하면 균일한 조직으로 만들어 인장 및 충격등 기계적성질이 향상되는 것으로 알고 있습니다. 그러나 용접부의 경우 노말라이징 후 기계적성질이 감소되는 경향을 많이 경험하였습니다.
왜 이런현상이 발생하는지 야금학적 메카니즘을 알고 계신분은 알려주시면 고맙겠습니다.
* 그리고 아래의 제 개인적인 생각이 맞는지 확인부탁드리며, 기타 의견이 계시면 알려주세요
용접부의 경우 용융상태에서 상온까지 아주 짧은 시간에 급속히 냉각됨으로 아주 미세한 조직(Pearlite, Martensite(?))을 갖게 된다. 그러나 노말라이징을 실시하게 되면, 비록 고온에서 균일한 Austenite조직을 형성하더라도 열처리전의 용접부가 갖는 조직보다는 성장을 해서 조대해 질 것이다. 따라서 상온에서도 원래 용접부가 가진 조직보다 조대한 Perlite조직을 갖게 된다. 이로 인해 기계적 성질이 감소된다.
왜 이런현상이 발생하는지 야금학적 메카니즘을 알고 계신분은 알려주시면 고맙겠습니다.
* 그리고 아래의 제 개인적인 생각이 맞는지 확인부탁드리며, 기타 의견이 계시면 알려주세요
용접부의 경우 용융상태에서 상온까지 아주 짧은 시간에 급속히 냉각됨으로 아주 미세한 조직(Pearlite, Martensite(?))을 갖게 된다. 그러나 노말라이징을 실시하게 되면, 비록 고온에서 균일한 Austenite조직을 형성하더라도 열처리전의 용접부가 갖는 조직보다는 성장을 해서 조대해 질 것이다. 따라서 상온에서도 원래 용접부가 가진 조직보다 조대한 Perlite조직을 갖게 된다. 이로 인해 기계적 성질이 감소된다.
공지사항
Generally the internal residual stresses (by bending, forming, welding, etc.) of equipment increase the tensile strength of metal. However the toughness and elongation are decreased.
Normalizing is done to refine the grain structure (somewhat increase tensile strength), improve machinability, relieve internal residual stresses (highly decrease tensile strength) and to improve mechanical properties (toughness and elongation) of low carbon steel and low alloy steels. As a result, the final tensile strength slightly decrease but the toughness is greatly improved.
Normalizing consists of heating the low carbon steel above the critical temperature Ac3 (about 900-950 deg.C) and holding at this temperature for a short time depending on the type of steel. To achieve homogenization of austenite, hypoeutectoid steels are heated to 30-40 deg.C above the Ac3, and held for 20-40 minutes at this temperature. Exceeding the indicated temperature and/or holding time may result in excessive grain growth.
In the mutipass welding, normally we can obtain the refined grain structure partially (at weld pool and beyond HAZ) due to normalizing effect, but there may be a great coarse grain structures in HAZ. If the weld joint is normalized, the coarse grain in HAZ will be transformed to fine grain structure. You may have to think about structure change (from ferrite/pearlite by slow cooling to bainite/martensite-brittle by rapid cooling) as well as grain size during welding and heat treatment. Normalizing products ferrite/pearlite structure and refined grain.
References;
http://www.scielo.br/pdf/jbsmse/v26n1/a11v26n1.pdf
http://www.anvilfire.com/FAQs/heat_faq_index.htm
K. H. Prabhudev, Handbook of Heat Treatment of Steels, Tata McGraw-Hill Publishing, p52-53, 1988
Hope this helps,
Thomas Eun