Fe-Mn강의 용접열영향부 수소취화균열 특성에 미치는 용접변수의 영향 = Effects of welding parameters on the characteristics of hydrogen assisted cracking of the Fe-Mn steel weld HAZ

국문 초록 (Abstract)

용접구조물등에서 발생되는 결함이나 파괴는 대부분이 용접부에서 비롯된다고 알려져 있다. 이들 결함의 종류 및 발생원인은 여러 가지가 있으나 이 중 수소취화균열의 발생 및 성장은 catastrophic failure의 특성 때문에 반드시 예방되어야 한다. 균열감수성이 큰 고강도강의 대체 사용재인 후판 저강도강의 경우에도 용접부의 높은 구속응력과 수소함량 등으로 인해 수소취화균열의 지연균열특성을 보이고 있으므로 본 연구에서는 수소취화균열감수성이 적다고 예상되는 일반 mild steel의 균열거동을 파악하고 더 나아가서 균열발생 및 성장기구를 규명하고자 하였다.
균열거동 및 균열기구를 분석하기 위하여 용융부와 열영향부 균열시험, 용접부의 조직재현 및 이들의 균열시험, 잔류확산성 수소함량, 용접부의 열사이클 측정, 예열처리와 미세조직 및 파단면 분석을 실시하였고 이들 결과를 비교 종합함으로써 수소취화균열의 발생 및 성장기구로 microscopic plasticity를 확인할 수 있었다.
균열은 용접시 유입된 수소와 급격한 열사이클로 인해 형성된 경한 조직의 영향으로 발생되었으며 균열부위의 응력세기 값에 따라 전형적인 수소취화균열의 파단양상(IG, QC, MVC)을 보이며 성장하였다.
용접용융부에서의 균열은 용융부의 주상정입계를 따라서 발생되었고 열영향부 균열시험에서 균열의 발생 및 성장은 저융점원소들의 결정립계 편석에 의해 부분용융이 일어난 부분용융열영향부에서 일어난 것을 확인할 수 있었다. 부분용융지역의 열재현과 균열시험결과 높은 균열감수성을 확인할 수 있었다.
용접부의 수소취화균열은 부분용융지역의 높은 수소함량에 도움을 받아 균열에 민감한 주조조직이 상변태에 의한 높은 응력의 집중으로 이들 응력의 회복 형태로써 발생하여 성장하였다.