합금원소와 열처리조건이 마르텐사이트-베이나이트 복합강의 미세조직과 인장특성에 미치는 영향

Abstract

Al에 의한 Si의 부분 대체 및 Ms 온도 전후에서의 등온 열처리 조건이 마르텐사이트-베이나이트 복합조직강에서 미세 조직 및 기계적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. MS 온도 이하의 등온 열처리에서 온도가 낮아짐에 따라 마르텐사이트의 분율이 증가하지만 최종 미세구조에서 구성상의 분율은 Si과 Al의 조성에 크게 영향을 받지 않았다. 그럼에도 불구하고 복합조직강의 Al 함량의 증가는 베이나이트 변태를 향상시키며, 이는 FCC에서 BCC로의 자유 에너지 차이의 증가와 연관되는 것으로 생각된다. 베이나이트 변태의 가속화는 MS 온도 이상의 등온 열처리 후 최종 냉각 시 마르텐사이트 형성을 억제하는데 효과적일 뿐만 아니라 MS 온도 이하의 등온 열처리를 거친 최종 미세조직을 미세화하는데 유용하다. 조사된 복합조직강의 항복강도는 구성상의 비율은 Si를 Al로 부분적으로 대체해도 거의 영향을 받지 않았다. 이는 Al첨가에 따른 고용강화 효과와 조직 미세화에서 비롯된 것일 수 있다.

Influence of partial replacement of Si by Al and isothermal heat treatment conditions on the microstructure and mechanical properties has been investigated in ultra-high strength steels with martensite-bainite complex microstructure produced by austenitization and subsequent isothermal heat treatment around MS temperature. In the isothermal heat treatment below MS temperature, the fraction of martensite increases with lowering the isothermal temperature but the fractions of constituent phases in the final microstructure are not significantly affected by the partial replacement of Si by Al. Nevertheless, the increase of Al content in the complex phase steel enhances the bainite transformation, which is thought to be associated with the increase of difference in the free energy between FCC to BCC. The enhancement of bainite transformation is not only effective in suppressing the formation of martensite upon final cooling after the isothermal heat treatment above MS temperature but also useful in refining the final microstructure subjected to the isothermal heat treatment below MS temperature. The yield strengths of the investigated complex phase steels are little influenced by the partial replacement of Si with Al as long as the fractions of constituent phases are comparable; it is possibly originating from the solid solution hardening effect and the microstructure refinement with Al addition.