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Cu를 포함한 CrCoFeMnNi 용접재료를 적용한 GTA 용접부의 PWHT 온도의 영향
유성훈(Seonghoon Yoo),이유나(Yoona Lee),나영상(Youngsang Na),김형섭(Hyoungseop Kim),강남현(Namhyun Kang) 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11
최근 가혹한 환경에서 적용되는 구조용 재료의 수요가 증가함에 따라 재료의 고기능화가 요구되고 있다. 현재 극저온 환경에서 적용되는 구조용 재료는 FCC 결정구조를 갖는 오스테나이트계 스테인레스 강을 주로 사용하나, 이를 용접 재료를 사용할 경우 고온균열 및 입계 예민화 현상이 발생하게 된다. 따라서 이러한 대안으로 현재 고엔트로피 합금 (High Entropy Alloy, HEA)이 개발되었으며, 이를 상온 및 극저온용 구조재료로 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 고엔트로피 합금이란, 여러 원소를 혼합하여 발생하는 배열 엔트로피 증가로 인한 hign-entropy effect, sluggish diffusion, lattice distortion, cocktail effect의 4가지 core 현상을 기반으로 기계적 특성이 우수한 합금이다. 특히 기존의 HEA 대비 가격 경쟁력 및 기계적 성질이 우수한 Fe-base 중엔트로피 합금(Medium Entropy Alloy, MEA)이 최근 개발되고 있으며, 이를 구조용 재료로 적용하기 위해 용접 기술을 최적화하는 연구가 활발히 진행하고 있다. 따라서 본 연구에서는 Fe-rich MEA에 적합한 HEA 용접재료 개발을 목표로 진행하였으며, 용접재료는 결정립 미세화, 석출강화 및 제 2상 FCC를 형성시키는 Cu를 소량 첨가하기 위해 FCC계 HEA인 Cantor alloy(CoCrFeMnNi)에 Cu를 코팅하여 (CoCrFeMnNi)99Cu1 용접재료를 개발하였으며, 이를 Fe-rich MEA 모재에 적용하였다. 또한 구조용 재료에 필요한 용접후열처리(Post Weld Heat Treatment, PWHT) 효과를 확인하기 위해 PWHT를 진행하였다. 본 연구에 사용된 모재는 1.5mm 두께의 Rolled Fe-rich MEA를 사용하였으며, V-groove에 언급한 (CoCrFeMnNi)99Cu1 용접재료를 적용하여 GTAW를 실시하였다. PWHT는 700, 800, 900℃에서 1시간 진행하였으며, As-welded 조건과 PWHT 온도에 따른 기계적 성질 및 미세조직 차이에 대해 검토하였으며, 인장 파단 위치에 영향을 미치는 인자에 대해 미세조직학적으로 고찰하였다.