0.1% 저탄소강의 오스테나이트 – 페라이트 상변태 실시간 관찰 실험

소개글

저탄소강에서 열처리를 오스테나이트로 만든후 냉갹을 시켜서 페라이트로 상변태를 하는 것이다.
변수는 열처리를 온도를 다르게 하여 초기 오스테나이트의 결정립크기와 또하나는 냉각속도를 다르게 한것이다.

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험방법
4. 결과
5. 고찰
6. 참고문헌

본문내용

1. 목적
1) 0.1% 탄소강의 오스테나이트-페라이트 상변태 시뮬레이션 수행
2) 초기 오스테나이트 결정립 크기와 냉각 속도에 따른 미세조직과 상변태 속도 변화의 해석
2. 이론
1) Phase field model : 위상 필드 모델은 계면 문제 해결을 위한 수학적 모델이다. 이는 주로 응고 역학에 적용되는데 그 외에 파괴역학이나 소포역학 등 다양한 문제에서 사용될 수 있다.
주문 매개 변수의 역할을 필요 보조 필드 (상 필드)의 진화에 대한 편미분 방정식에 의한 경계 문제에 대한 조건입니다. 이 상 필드는 다음 유한 폭 확산은 경계, 주변 영역에 있는 두 값 사이에 부드러운 변화, 위상 각에서 두 개의 값 (예 : +1과 -1의 경우) 소요된다. 인터페이스의 개별 위치가 위상 필드 (예 : 0) 특정 값을 걸립 모든 포인트의 모음으로 정의된다.
위상 필드 모델은 일반적으로 미소 경계 폭 (소위 날카로운 인터페이스 제한)의 제한에 올바른 계면 역학이 회복되는 방식으로 구성되어 있다. 이러한 접근 방식 때문에 경계 조건의 명시적인 치료를 피하기 위해, 전체 시스템에 대한 편미분 방정식의 집합을 통합하여 문제를 해결하게 된다.

<중 략>

그리고 나머지 6가지 조건으로 나눠놓은 6개의 그래프들의 조사해본 결과 냉각속도가 빠르고 초기 오스테나이트 온도가 높을수록 시뮬레이션한 그래프가 평형그래프에서 멀어진다는 것을 알 수 있었다. 원래 평형상태도는 굉장히 오랜시간을 걸쳐서 아주 서서히 냉각시켜서 나타낸 그래프이다. 매우 냉각속도가 느린 서냉으로써 가장 냉각속도가 느린 노냉이 평형상태에 가깝고 냉각속도가 가장 빠른 수냉이 평형상태에서 가장 멀다. 실제그래프로도 더 멀리 떨어져있다. 그리고 온도에 따라서도 차이가 나는데 온도가 높은 1100℃때가 평형상태에서 더욱 먼 것을 볼 수 있다. 3)은 시간에 따른 페라이트 분율 그래프이며 4)는 3)의 그래프를 시간에 따라 미분한 것을 나타낸다. 비교해보면 냉각속도가 매우 빠른 수냉이 시간에 따라 가장 페라이트 분율이 빠르게 증가하고 그다음이 공냉 그리고 노냉순으로 나타난다. 냉각속도가 크기 때문에 핵성장은 잘 되지 않아도 핵생성은 매우 잘 되므로 페라이트 분율이 매우 빠르게 증가한다. 그리고 같은 냉각속도에서도 950℃가 1100℃보다 더욱 분율의 증가 속도가 빠른 것을 볼 수 있었다.

참고 자료

철강 열처리의 기본원리/아이티씨/George Krauss
금속 상변태/교보문고/D. A. Porter,K. E. Easterling
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