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Mo, Nb 첨가에 따른 내화강 용접열영향부 미세조직 및 고온강도 변화에 대한 연구
문준오,조효행,이창훈,홍현욱 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
최근 고층 건축구조물에서의 대형 화재로 인한 건물 붕괴 및 이에 따른 인명사고 발생이 증가하고 있으며, 이에 따라 고층건물 화재 시 건물 붕괴를 지연시킬 수 있는 내화강재 개발 및 건축물에의 적용을 위한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 내화강은 일반강 대비 고온내력이 우수한 강재로써 일반적으로 600 ℃에서의 항복강도가 상온 항복강도 대비 2/3 이상을 가진다. 보고에 따르면 고온에서의 전위회복이 느릴수록 강재의 내화특성은 향상되며, Mo, Nb 등의 원소 첨가 시 격자팽창 등에 따라 전위의 이동 및 회복이 지연되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 Ti, Mo, Nb의 함량이 다른 내화강재에 대해 용접열영향부에서의 미세조직 및 고온강도 변화에 대해 평가하였다. 평가 결과, Mo함량이 증가할수록 Ti 대신 Nb을 첨가할수록 내화특성은 향상되는 것으로 확인되었다. 이는 Mo, Nb 모두 고용상태에서 전위의 이동을 방해할 뿐 만 아니라 Nb의 경우에는 미세한 나노사이즈의 석출물을 형성시킴으로서 전위의 이동을 억제하기 때문으로 확인되었다. 한편, 실제 화재상황에서의 강재의 내화특성을 확인하기 위해 Constant-loading test를 실시하였다. Constant-loading test는 일정한 하중을 가하며 승온 시 파단되는 온도를 측정하는 방법으로 파단되는 온도가 높을수록 우수한 내화특성을 의미한다. 평가 결과, 고온인장시험과 마찬가지로 Mo함량이 증가할수록 Ti 대신 Nb을 첨가할수록 내화특성이 향상되는 것을 확인하였다. 마지막으로 본 연구에서는 이러한 합금원소 성분 변화에 따른 미세조직 변화 및 고온에서의 전위거동 변화에 대해 In-situ TEM, APT 등을 이용하여 분석 및 고찰하였다.
이창훈,문준오,조효행 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
H형강은 건설, 조선, 해양플랜트 등 다양한 분야에 사용되고 있으나, 해양용 및 건축용으로 사용되는 고성능 H형강의 수입의존도는 매우 높아 기술자립화가 시급한 실정이다. 해양용 고성능 H형강은 고강도 뿐만 아니라 고인성의 특성이 요구되고 있고, 건축구조용 고성능 H형강은 화재와 지진에 견디기 위해 내화와 동시에 내진의 특성이 요구된다. 본 연구에서는 해양용 및 건축용 고성능 H형강을 개발하기 위해 합금성분에 따른 내화, 내진 특성, 즉, 고온강도, 저항복비 등의 영향성과 TMCP 공정 조건에 따른 인성의 변화 등을 살펴보았다. SEM, TEM, in-situ TEM, APT 등 다양한 분석기법을 활용하여 물성의 변화와 합금성분과 미세조직의 상관성을 규명하고자 하였다.
이창훈,박형권,조효행,문준오 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11
H형강은 건설, 조선, 해양플랜트 등 다양한 분야에 사용되고 있으나, 해양용 및 건축용으로 사용되는 고성능 H형강의 수입의존도는 매우 높아 기술자립화가 시급한 실정이다. 해양용 고성능 H형강은 고강도뿐만 아니라 고인성의 특성이 요구되고 있고, 건축구조용 고성능 H형강은 화재와 지진에 견디기 위해 내화와 동시에 내진의 특성이 요구된다. 본 연구에서는 당해년도 연구목표인 YS 420MPa급 해양용 형강과 YS 460MPa급 건축용 형강을 개발하기 위해 C, Mn, Cr, V, Nb, B 등의 합금원소에 따른 미세조직, 그에 따른 기계적 특성, 그리고 내화 및 내진 특성 등의 영향성을 살펴 보았고, TMCP 공정 조건에 따른 인성과 내화 특성의 변화 등도 같이 살펴 보았다.
콜타르로부터 탄소섬유 제조를 위한 프리커서용 석탄계 핏치의 제조
고효준,박창욱,조효행,유미정,김명수,임연수,Ko, Hyo Joon,Park, Chang Uk,Cho, Hyo Hang,Yoo, Mi Jung,Kim, Myung-Soo,Lim, Yun-Soo 한국재료학회 2013 한국재료학회지 Vol.23 No.5
Coal tar is the primary feedstock of premium graphitizable carbon precursor. Coal tars are residues formed as byproducts of thermal treatments of coal. Coal tar pitches were prepared through two different heat treatment schedules and their properties were characterized. One was prepared with argon and oxidation treatment with oxygen; the other was prepared with oxygen treatment at low temperature and then argon treatment at high temperature; both used coal tar to prepare coal tar pitches. To modulate the properties, different heat treatment temperatures ($300{\sim}400^{\circ}C$) were used for the coal tar pitches. The prepared coal tar pitches were investigated to determine several properties, such as softening point, C/H ratio, coke yield, and aromaticity index. The coal tar pitches were subject to considerable changes in chemical composition that arose due to polymerization after heat treatment. Coal tar pitch showed considerable increases in softening point, C/H ratio, coke yields, and aromaticity index compared to those characteristics for coal tar. The contents of gamma resin, which consists of low molecular weight compounds in the pitches and is insoluble in toluene, showed that the degree of polymerization in the pitches was proportional to C/H ratio. Using an oxidizing atmosphere like air to prepare the pitches from coal tar was an effective way to increase the aromaticity index at relatively low temperature.
이창훈,김성대,장재훈,문준오,조효행,이태호,신찬선,정준호,이봉호 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
건축물의 초고층화로, 화재 시 막대한 인명피해가 발생할 가능성이 점차 높아지고 있으며, 이에 건축용 철강재료의 내화특성 또한 지속적으로 요구되고 있다. 내화특성은 건축구조물이 화재를 견딜 수 있는 능력을 나타내며, 일반적으로 상온에서의 항복강도 대비 600도에서의 항복강도 비로 철강재의 내화특성을 평가한다. 일반강은 통상 0.3~0.5 수준의 상온 대비 600도 항복강도 비를 나타내나, 내화특성이 우수한 내화강은 그 강도의 비가 0.67 이상이 요구된다. 철강에서는 내화특성을 향상시키기 위해 미세한 석출물을 생성하는 Mo와 Nb 등의 합금원소를 주로 활용하는데, 본 연구에서는 이러한 Mo와 Nb 첨가가 내화강의 HAZ부에 미치는 영향을 글리블을 활용하여 HAZ부 재현을 통해 살펴보았다. Mo와 Nb의 함량을 다양하게 제어한 모재의 재현 HAZ부의 상온과 고온 인장시험을 통해 내화특성을 살펴보았고, Mo와 Nb의 함량에 따른 HAZ부의 내화특성의 변화를 분석하였다.