Nb 첨가 Fe-Mn 비조질강의 기계적 특성 및 피로 특성 변화에 관한 연구

초록

고강도와 우수한 피로 특성을 갖는 비조질강에 대한 수요가 자동차 산업을 중심으로 증가하고 있다. 본 연구는 Fe-Mn계 비조 질강에 미량의 Nb (Niobium)을 첨가하여 미세조직 변화 및 기계적 특성, 피로 특성 향상 효과를 분석하였다. 실험에 사용된 시 편은 50 kg 규모의 진공 유도 용해로 (VIM)를 통해 제조하였으며, 광학현미경 및 투과전자현미경 (TEM)을 이용해 미세조직을 관찰하였다. 그 결과, Nb 첨가 시 Fe-Mn계 비조질강의 인장강도와 충격 인성은 각각 8%, 6% 향상되었으며, 회전굽힘 피로 수 명은 약 10% 향상되었다. 이는 Nb 첨가에 따라 형성된 미세 석출물에 기인하며, 이는 석출강화뿐만 아니라 페라이트 분율 증가 및 결정립 미세화에 영향을 주는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 Orowan 강화 모델과 Hall-Petch 관계식을 기반으로 하여 Nb 첨가의 효과를 이론적으로 검토하였다.

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