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문준오,박성준,이창훈 대한용접접합학회 2020 대한용접·접합학회지 Vol.38 No.4
Due to lower mass density compared to conventional steels, lightweight steels have recently received attention as structural materials for components of power plants and transportation vehicles. Lightweight steels based on the Fe-Mn-Al-C system have been developed and show excellent mechanical properties. In this review paper, the latest developments of Fe-Mn-Al-C based lightweight steels are introduced, focusing on alloy design, microstructure, and mechanical properties. Then the welding characteristics of the steels are reviewed, particularly, microstructure evolution in the weld heat-affected zone and its effects on the mechanical properties and cracking susceptibility.
문준오,박성준 대한용접접합학회 2015 대한용접·접합학회지 Vol.33 No.5
Microstructure and tensile property in the weld heat-affected zone (HAZ) of austenitic Fe-Mn-Al-C lowdensity steels were investigated through transmission electron microscopy analysis and tensile tests. The HAZsamples were prepared using Gleeble simulation with high heat input welding condition of 300 kJ/cm, andthe HAZ peak temperature of 1200℃ was determined from differential scanning calorimetry (DSC) test. Thestrain- stress responses of base steels showed that the addition of V improved the tensile and yield strengthby grain refinement and precipitation strengthening. Tensile strength and elongation decreased in the weldHAZ as compared to the base steel, due to grain growth, while V-added steel had a higher HAZ strengthas compared than V-free steel.
용접 열영향부 미세조직 및 재질 예측 모델링: IV. Ti-첨가 저합금강에서의 임계 석출물 크기의 영향을 고려한 용접 열영향부 석출물 조대화 예측 모델
문준오,김상훈,정홍철,이종봉,이창희,Moon, Joon-Oh,Kim, Sang-Hoon,Jeong, Hong-Chul,Lee, Jong-Bong,Lee, Chang-Hee 대한용접접합학회 2007 대한용접·접합학회지 Vol.25 No.2
A kinetic model fur the particle coarsening behavior was developed. The proposed model considered the critical particle size which can be derived from Gibbs-Thomson equation unlike the conventional approach. In this study, the proposed particle coarsening model was applied to study the coarsening behavior of titanium nitride (TiN particle) in microalloyed steel weld HAZ. Particle size distributions and mean particle size by the proposed model were in agreement with the experimental results. Meanwhile, using additivity rule, the isothermal model was extended to predict particle coarsening behavior during continuous thermal cycle.
Mo, Nb 첨가에 따른 내화강 용접열영향부 미세조직 및 고온강도 변화에 대한 연구
문준오,조효행,이창훈,홍현욱 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
최근 고층 건축구조물에서의 대형 화재로 인한 건물 붕괴 및 이에 따른 인명사고 발생이 증가하고 있으며, 이에 따라 고층건물 화재 시 건물 붕괴를 지연시킬 수 있는 내화강재 개발 및 건축물에의 적용을 위한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 내화강은 일반강 대비 고온내력이 우수한 강재로써 일반적으로 600 ℃에서의 항복강도가 상온 항복강도 대비 2/3 이상을 가진다. 보고에 따르면 고온에서의 전위회복이 느릴수록 강재의 내화특성은 향상되며, Mo, Nb 등의 원소 첨가 시 격자팽창 등에 따라 전위의 이동 및 회복이 지연되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 Ti, Mo, Nb의 함량이 다른 내화강재에 대해 용접열영향부에서의 미세조직 및 고온강도 변화에 대해 평가하였다. 평가 결과, Mo함량이 증가할수록 Ti 대신 Nb을 첨가할수록 내화특성은 향상되는 것으로 확인되었다. 이는 Mo, Nb 모두 고용상태에서 전위의 이동을 방해할 뿐 만 아니라 Nb의 경우에는 미세한 나노사이즈의 석출물을 형성시킴으로서 전위의 이동을 억제하기 때문으로 확인되었다. 한편, 실제 화재상황에서의 강재의 내화특성을 확인하기 위해 Constant-loading test를 실시하였다. Constant-loading test는 일정한 하중을 가하며 승온 시 파단되는 온도를 측정하는 방법으로 파단되는 온도가 높을수록 우수한 내화특성을 의미한다. 평가 결과, 고온인장시험과 마찬가지로 Mo함량이 증가할수록 Ti 대신 Nb을 첨가할수록 내화특성이 향상되는 것을 확인하였다. 마지막으로 본 연구에서는 이러한 합금원소 성분 변화에 따른 미세조직 변화 및 고온에서의 전위거동 변화에 대해 In-situ TEM, APT 등을 이용하여 분석 및 고찰하였다.
Nb의 첨가에 따른 Ti 첨가 저합금강 용접열영향부에서의 석출물 거동 변화
문준오,이창희,Moon, Joon-Oh,Lee, Chang-Hee 대한용접접합학회 2008 대한용접·접합학회지 Vol.26 No.1
The effect of Nb addition on the precipitation and precipitate coarsening behavior was investigated in Ti and Ti + Nb steel weld HAZ. A dilatometer equipped with a He-quenching system was used to simulate the weld thermal cycle. Compared to $TiC_yN_{1-y}$ precipitate in a Ti containing steel, $Ti_xNb_{1-x}C_yN_{1-y}$ complex particle with addition of Nb is precipitated in a Ti + Nb containing steel. Meanwhile, precipitate coarsening occurred more easily in Ti + Nb steel, which may be because the high temperature stability of $Ti_xNb_{1-x}C_yN_{1-y}$ complex particle is deteriorated by the Nb addition.
문준오,김성대,박성준 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11
최근 수송기기의 경량화를 통한 연비향상 및 이산화탄소 배출 저감을 위한 많은 연구들이 진행되어 오고 있다. 구조용 소재로서 가장 널리 사용되는 철강의 경우, 경량 원소인 Al을 다량 첨가하여 강의 비중을 낮춘 경량철강이 개발되어 이를 자동차 등에 적용하고자 하는 노력 들이 진행되고 있다. 경량철강은 Fe-Mn-Al-C 합금계를 기본 조성으로 가지고 있으며, 첨가원소의 화학 성분 함량에 따라 오스테나이트, 페라이트, 듀플렉스의 미세조직을 가진다. 일반적으로 약 1wt%의 Al 첨가에 따라 강의 밀도는 약 0.1g/cm3 감소하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 합금원소 첨가에 따른 경량철강의 용접열영향부(HAZ) 연성저하 균열 거동 변화에 대해 평가하였다. HAZ 모사 및 Hot ductility test는 Gleeble simulator를 이용하여 실시하였으며, Hot ductility test 후 파단된 샘플의 미세조직을 OM, SEM, TEM 등을 이용하여 분석하였다. 평가결과, Al, C, Si의 증가에 따라 κ-carbide 석출이 촉진되고 이로 인해 고온연성이 감소하는 것을 확인하였다. 특히, 800℃ 부근에서는 조대한 κ-carbide의 입계 석출에 따라 고온연성이 급격하게 하락하는 Ductility dip cracking이 관찰되었다.
문준오,Seong-Ju Kim,이창희 대한금속·재료학회 2013 METALS AND MATERIALS International Vol.19 No.1
The effect of Ca treatment on hydrogen-induced cracking (HIC) resistance of hot rolled pipeline steel was evaluated. HIC testing was carried out in acidic condition according to NACE standard; results clearly prove that HIC resistance is very sensitive to Ca/S ratio. When Ca/S ratio is below the stoichiometric ratio,HIC occurred at mid-thickness of the steel regardless of the S content. This is closely related to the formation of spherical CaS inclusion with Ca treatment instead of MnS inclusion, which acts on crack initiation sites.
문준오,박성준,이창훈,홍현욱 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
최근 이산화탄소 배출 증가에 따른 지구온난화 문제를 해결하기 위한 노력이 전 세계적으로 진행되고 있다. 소재 산업에 있어서도 기존 소재의 경량화를 통한 에너지 효율 향상 및 이를 통한 이산화탄소 배출 저감을 위한 다양한 시도가 보고되고 있다. 경량철강은 기존의 철강소재에 다량의 Al, Si 등 경량원소를 첨가함으로써 밀도를 낮춘 소재로 많은 연구가 진행되고 있다. 가장 널리 알려진 경량철강은 Fe-Mn-Al-C 합금계를 기본 조성으로 가지고 있으며, 이 때 Mn, Al, C의 성분함량에 따라 경량철강의 미세조직은 오스테나이트계, 페라이트계, 듀플렉스계로 나눌 수 있다. 보고에 따르면 1wt%의 Al 첨가 시, 강의 밀도는 약 0.1g/cm3 감소하며, 따라서 10wt%의 Al을 첨가할 경우 경량철강은 기존 철강소재 대비 약 13% 낮은 밀도를 가진다. 본 연구에서는 Al, C, Mo, Cr 등 합금원소 함량 변화에 따른 경량철강의 용접열영향부 고운균열 특성 변화에 대해 평가하였다. 용접 열영향부 재현 및 Hot ductility test는 Gleeble simulator를 이용하여 실시하였다. 평가결과, Al, C이 증가하는 경우에는 고온연성이 크게 떨어진 반면 Mo, Cr 첨가 시에는 고온연성이 증가하는 것으로 확인되었다. 이는 Al, C 증가 시 용접 열영향부 열사이클 중에 입계에 κ-carbide가 생성되며, Mo와 Cr은 이러한 κ-carbide의 석출을 억제하기 때문으로 판단된다. 한편, Al, C 증가에 따른 κ-carbide의 석출 증가는 고온인장변형 시 강의 Plasticity를 떨어뜨리는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 이러한 합금원소 성분 변화에 따른 용접 열영향부 미세조직 및 고온인장변형 후 미세조직에 대해 TEM, APT 등을 이용하여 분석 및 고찰하였다.