CGHAZ 부분이 FGHAZ에 비해 경도와 강도가 높은 이유가 어떤거 때문인가요 ?
책이나 편람에서도 많이 나와있지만
FGHAZ가 결정립이 미세화 된 부분이라 인성도 좋고 경도 강도도 좋을거라 예상 되는데,
CGHAZ가 경도 강도가 높은 이유를 잘 모르겠습니다.
(가장 높은온도까지 올라갔다가 냉각되어 마르텐자이트화 되어서 그렇다 라고 이해하면 될까요?)
답변 감사합니다 박사님!
CGHAZ와 FGHAZ의 특성은 여러 조건들에 (e.g., materials, thickness, welding process, heat input, cooling rate, etc.) 따라 달라질 것입니다. grain size 의 형성과정은 모든 강종에 대해 공통적인 단계로서 WM에서 가까울수록 M.T.에 가까운 고온이고 큰 온도구배를 가지기 때문에 coarse grain을 나타내고 멀수록 강의 Normalizing온도 영역에서 PWHT영역까지 비교적 낮은 온도 분포를 가짐에 따라 fine grain을 형성하게 됩니다. 이 grain size effect는 주로 toughness에 큰 영향을 미치는 반면 (FG has better toughness), 용접부의 경도, 강도는 grain size effect (Hall-Petch 관계식: finer grain, higher strength) 보다는 이 조직 내의 microstructures (e.g., Ferrite/Pearlite/Bainite/Martensite-granular, lath, acicular) 와 석출물의 종류와 분포에 따라 더 큰 영향을 받게됩니다. 따라서 질의 내용중에 더 상세한 적용 기준이 없다면 질문의 답은 단순 논리로 설명될 수가 없을 것입니다.
한편 HAZ의 세부영역에 대한 경도의 평가는 아주 중요한 Data로 간주되고 있으나 질의하신 CGHAZ와 FGHAZ에 대한 강도의 평가는 측정 방법도 난해할 뿐 아니라 그 값의 정확성과 실용성에 얼마나 가치가 있는지 의문입니다.
눈문 자료를 보다 보면, 다들 특정 목적에 따라 약간의 목적의식을 가지고 실험과 평가를 진행하는 경우가 있습니다.
그리고 강종에 따라서는 입자의 크기에 비례하지 않는 상황도 나올 수 있지요.
아래 두가지 사진을 보면 서로 상반된 얘기를 하고 있는 것을 알 수 있지요.
첫번째 사진은 우리가 흔히 알고 있는 일반적인 얘기가 될 것이고, 두번째는 지금 알고 계신 내용과 다른 결과가 나옵니다.
이유는 간단합니다.
두번째 강종은 Boron이 첨가된 P91이었고, 왜 이런 결과를 제시하고 있는지는 첨부의 관련 논문을 읽어 보시면 도움이 되실 겁니다.
지금 기술사 시험을 준비하고 계시다면, 가장 일반적인 기준을 이해하고 적용하시면 무리가 없습니다.
다만, 그런 기준은 일반 탄소강과 저합금강에 해당하는 내용이고, 알루미늄과 같은 비철강종으로 가면 달라질 수 있습니다.
이는 열처리 합금과 비열처리 합금의 차이라고 이해하시면 됩니다.