열연 DP강의 LePera 에칭법을 이용한 연속 냉각 시 상변태 거동 분석

Abstract

제어압연과 제어냉각에 의해 제조되는 고인성 고장력강은 구조가 복잡한 저온상이 나타나는데 이들의 분류 및 양의 측정은 미세구조 및 최종 기계적 성질을 제어하는데 중요한 역할을 한다. 강에서 나타나는 저온상은 크게 베이나이트와 마르텐사이트로 구분된다. 이러한 저온상은 투과전자현미경(TEM)을 사용하여 하부구조를 확인하여 분류하나 매우 작은 부위를 관찰하기 때문에 양을 측정하는데 한계가 있다. 일반적으로 각 상의 양은 Nital이나 Picral 용액으로 에칭하고 광학현미경(OM)으로 관찰하여 결정되나 저온상은 하부구조가 잘 보이지 않을 경우 상을 구분하기가 어렵다. 본 연구는 0.08C-1.4Mn(A강)과 0.08C-1.4Mn-0.9Si(G강)에 대해 dilatometer를 이용하여 연속 냉각 변태(1~70 ℃/sec) 및 등온 변태 실험을 하여 Si이 상변태에 미치는 영향을 조사하였다. Dilatometer 실험 결과는 각 상의 평형온도를 이용하여 분율을 분석하였고, 미세조직은 광학현미경(OM)으로 측정하였는데 이 때 에칭은 Nital 에칭법과 함께 색상에 의해 상의 구분 및 분율의 측정이 가능한 것으로 알려진 칼라 에칭 중 LePera 에칭법으로 하여 측정 결과를 상호 비교하였다. LePera 에칭법에 의한 OM 미세조직 관찰 결과 고온에서 변태되는 펄라이트(black)와 저온에서 변태되는 베이나이트(dark blue), 마르텐사이트(dark brown, white)로 각각 구분되었다. 특히 마르텐사이트는 냉각속도 차이에 따라 부분적으로 white로 관찰되는 영역이 존재하였다. OM 상으로 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트의 구분은 어렵고 잔류 오스테나이트 양도 적게 관찰되었다고 판단되어 이들 색상 모두 마르텐사이트로 간주하고 분석하였다. Si 미 첨가 강과 첨가 강의 OM 미세조직 분율을 측정한 결과 빠른 냉각속도(50~70℃/s)에서 Si첨가에 따라 베이나이트 분율이 감소하고 마르텐사이트 분율이 증가하는 경향이 나타났다. 이는 Si첨가 시 세멘타이트 형성억제로 인해 베이나이트 변태가 지연되어 오스테나이트 내부의 탄소함량이 높은 마르텐사이트가 저온에서 변태되었기 때문이라 판단된다. Si첨가 강의 Ar3 온도는 느린 냉각속도(1℃/s)일 경우 높게 관찰되었으며, 이는 Si첨가로 γ/α 변태시작 온도 상승에 따른 상변태 촉진 효과로 판단된다.