KR102393785B1 - Method and system for hardness prediction of martensite steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 미세조직 이미지를 이용하여 마르텐사이트 강재의 경도를 예측하는 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법 및 시스템을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법은, 마르텐사이트 강재의 마르텐사이트 미세조직 이미지를 취득하는 단계; 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계; 및 상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는 단계;를 포함한다.The present invention provides a method and system for predicting hardness of martensitic steel for predicting the hardness of martensitic steel using a microstructure image. According to an embodiment of the present invention, the method for predicting the hardness of the martensitic steel includes: acquiring a martensitic microstructure image of the martensitic steel; classifying a martensitic phase from the martensitic microstructure image; and calculating the hardness of the martensitic steel material based on the content of the classified martensitic phase.
Description
본 발명의 기술적 사상은 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법 및 시스템에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a method and system for predicting hardness of martensitic steel.
마르텐사이트 강재는 급속 냉각에 의하여 마르텐사이트 상이 형성되며, 높은 강도와 경도를 가지는 특성이 있다. 이러한 마르텐사이트 강재는 기준조직을 마르텐사이트로 구성하고 HB 350 ~ HB 450의 표면 경도를 가진다. 그러나, 수요자가 공급자가 제시한 표면 경도 수치에 대한 실제 검증을 위하여는 물리적 시험을 수행하여야 한다. 예를 들어, 마르텐사이트 강재의 검증을 후방산란전자(Electron backscatter diffraction, EBSD) 분석을 통하여, 마르텐사이트 조직 중의 방위차 15도 이상의 대격각 입계의 유무로서 수행하는 방법이 있다. 그러나, 상기 EBSD 분석을 위한 사전 준비작업이 번거롭고, 공급사가 운용하기 어려운 단점이 있다. 또한, 투과전자현미경을 이용한 분석방법은 그 과정이 번거롭고 수요자가 수행하기엔 많은 어려움이 있다.The martensitic steel has a martensitic phase formed by rapid cooling, and has high strength and hardness. These martensitic steels have a standard structure of martensite and a surface hardness of HB 350 to HB 450. However, for actual verification of the surface hardness value suggested by the supplier by the consumer, a physical test should be performed. For example, there is a method of performing verification of the martensitic steel material through electron backscatter diffraction (EBSD) analysis as the presence or absence of a grain boundary with an azimuth angle greater than or equal to 15 degrees in orientation difference in the martensitic structure. However, there are disadvantages in that preliminary preparation for the EBSD analysis is cumbersome and difficult for the supplier to operate. In addition, the analysis method using a transmission electron microscope is cumbersome and has many difficulties for the consumer to perform.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 미세조직 이미지를 이용하여 마르텐사이트 강재의 경도를 예측하는 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a method and system for predicting the hardness of martensitic steel for predicting the hardness of martensitic steel using a microstructure image.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일 관점에 의하면, 미세조직 이미지를 이용하여 마르텐사이트 강재의 경도를 예측하는 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법 및 시스템을 제공한다.According to one aspect of the present invention, a method and system for predicting hardness of martensitic steel for predicting hardness of martensitic steel using a microstructure image are provided.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법은, 마르텐사이트 강재의 마르텐사이트 미세조직 이미지를 취득하는 단계; 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계; 및 상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the method for predicting the hardness of the martensitic steel includes: acquiring a martensitic microstructure image of the martensitic steel; classifying a martensitic phase from the martensitic microstructure image; and calculating the hardness of the martensitic steel material based on the classified content of the martensitic phase.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계는, 상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭에 따라 상기 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the classifying the martensitic phase from the martensitic microstructure image may include classifying the martensitic phase according to the width of the lath of the martensitic phase.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계는, 상기 마르텐사이트 상을, 1 μm 초과 ~ 20 μm 의 폭을 가지는 제1 라스를 포함하는 제1 마르텐사이트 상; 0.1 μm ~ 1 μm 이하의 폭을 가지는 제2 라스를 포함하는 제2 마르텐사이트 상; 및 라스를 포함하지 않는 제3 마르텐사이트 상;으로 분류하여 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of classifying the martensite phase from the martensitic microstructure image comprises a first martensite including a first lath having a width of more than 1 μm to 20 μm in the martensite phase. on site; a second martensite phase comprising a second lath having a width of 0.1 μm to 1 μm or less; and a third martensite phase that does not contain Ras; it can be performed by classification.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계는, 상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭, 라스의 길이, 라스의 길이에 대한 폭의 비율, 및 라스의 세멘타이트 상 포함 여부 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of classifying the martensite phase from the martensitic microstructure image includes the width of the lath on the martensite, the length of the lath, the ratio of the width to the length of the lath, and the cement of the lath. The martensite phase may be classified according to at least one of whether the tight phase is included.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는 단계는, 상기 제1 마르텐사이트 상, 상기 제2 마르텐사이트 상, 및 상기 제3 마르텐사이트 상의 각각의 함량에 따라 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the calculating of the hardness of the martensitic steel material based on the content of the classified martensitic phase includes the first martensitic phase, the second martensitic phase, and the third martensitic phase. The hardness of the martensitic steel can be calculated according to each content on the site.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템은, 마르텐사이트 강재의 마르텐사이트 미세조직 이미지를 취득하는 이미지 취득부; 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 마르텐사이트 상 분류부; 및 상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는 경도 산출부;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the hardness prediction system of the martensitic steel, the image acquisition unit for acquiring the martensitic microstructure image of the martensitic steel; a martensitic phase classification unit for classifying a martensite phase from the martensitic microstructure image; and a hardness calculator for calculating the hardness of the martensitic steel material based on the content of the classified martensitic phase.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마르텐사이트 상 분류부는, 상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭에 따라 상기 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the martensite phase classification unit may classify the martensite phase according to the width of the lath of the martensite phase.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마르텐사이트 상 분류부는, 상기 마르텐사이트 상을, 1 μm 초과 ~ 20 μm 의 폭을 가지는 제1 라스를 포함하는 제1 마르텐사이트 상; 0.1 μm ~ 1 μm 이하의 폭을 가지는 제2 라스를 포함하는 제2 마르텐사이트 상; 및 라스를 포함하지 않는 제3 마르텐사이트 상;으로 분류할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the martensite phase classification unit, the martensite phase, a first martensite phase including a first lath having a width of more than 1 μm ~ 20 μm; a second martensite phase comprising a second lath having a width of 0.1 μm to 1 μm or less; and a third martensite phase that does not contain Ras;
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마르텐사이트 상 분류부는, 상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭, 라스의 길이, 라스의 길이에 대한 폭의 비율, 및 라스의 세멘타이트 상 포함 여부 중 적어도 어느 하나에 따른 마르텐사이트 분류 정보를 가지는 제1 데이터베이스를 포함하고, 상기 제1 데이터베이스에서 제공되는 상기 마르텐사이트 분류 정보에 따라, 상기 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the martensite phase classifying unit, the width of the lath on the martensite, the length of the lath, the ratio of the width to the length of the lath, and whether the lath includes a cementite phase and a first database having martensite classification information according to the above, and the martensite phase may be classified according to the martensite classification information provided from the first database.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 경도 산출부는, 상기 제1 마르텐사이트 상, 상기 제2 마르텐사이트 상, 및 상기 제3 마르텐사이트 상의 각각의 함량에 따라 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the hardness calculator may calculate the hardness of the martensitic steel material according to the respective contents of the first martensite phase, the second martensite phase, and the third martensite phase. there is.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 경도 산출부는, 상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량에 따른 상기 마르텐사이트 강재의 경도 정보를 가지는 제2 데이터베이스를 포함하고, 상기 제2 데이터베이스에서 제공되는 상기 마르텐사이트의 경도 정보에 따라, 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the hardness calculator includes a second database having hardness information of the martensitic steel according to the content of the classified martensite phase, and includes a second database of the martensite provided in the second database. According to the hardness information, it is possible to calculate the hardness of the martensitic steel.
본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법은 주사전자현미경으로 관찰한 미세조직의 라스 구조에 따라 마르텐사이트 상을 분류하고 이를 통하여 마르텐사이트 강재의 경도를 용이하게 예측할 수 있다.According to the technical idea of the present invention, the hardness prediction method of martensitic steel classifies the martensitic phase according to the lath structure of the microstructure observed with a scanning electron microscope, and through this, the hardness of martensitic steel can be easily predicted. .
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above-described effects of the present invention have been described by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법에서 사용한 마르텐사이트 강재의 미세조직을 나타내는 주사전자현미경 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법에서 사용한 마르텐사이트 강재의 미세조직을 분류하는 방법을 설명하는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법에서 사용한 마르텐사이트 강재의 미세조직을 이용하여 산출한 경도 수치가 표시된 주사전자현미경 이미지이다.1 is a flowchart illustrating a method for predicting hardness of martensitic steel according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a system for predicting hardness of martensitic steel according to an embodiment of the present invention.
3 is a scanning electron microscope image showing the microstructure of the martensitic steel used in the method for predicting the hardness of the martensitic steel according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram illustrating a method of classifying a microstructure of a martensitic steel used in a method for predicting the hardness of a martensitic steel according to an embodiment of the present invention.
5 is a scanning electron microscope image showing hardness values calculated using the microstructure of martensitic steel used in the method for predicting hardness of martensitic steel according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the technical idea of the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art. In this specification, the same reference numerals refer to the same elements throughout. Furthermore, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method (S100) for predicting hardness of martensitic steel according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법(S100)은, 마르텐사이트 강재의 마르텐사이트 미세조직 이미지를 취득하는 단계(S110); 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계(S120); 및 상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는 단계(S130);을 포함한다.Referring to FIG. 1 , the method for predicting hardness of martensitic steel (S100) includes: acquiring a martensitic microstructure image of martensitic steel (S110); classifying the martensite phase from the martensite microstructure image (S120); and calculating the hardness of the martensitic steel material based on the classified content of the martensitic phase (S130).
상기 마르텐사이트 강재의 마르텐사이트 미세조직 이미지를 취득하는 단계(S110)는 주사전자현미경을 이용하여 얻은 미세조직 이미지를 취득하여 수행될 수 있다. 상기 단계(S110)는, 예를 들어, 상기 주사전자현미경으로부터 미세조직 이미지를 직접적으로 전달받을 수 있다. 또는, 상기 주사전자현미경을 이용하여 관찰된 상기 미세조직 이미지를 프린트한 사진이나 디스플레이된 화면을 스캐닝하여 이미지 데이터를 취득하거나, 상기 주사전자현미경으로부터 상기 미세조직 이미지에 대한 디지털 데이터를 전달받음으로써 취득할 수 있다.The step of acquiring the martensitic microstructure image of the martensitic steel ( S110 ) may be performed by acquiring the microstructure image obtained using a scanning electron microscope. In the step (S110), for example, the microstructure image may be directly received from the scanning electron microscope. Alternatively, image data is acquired by scanning a printed picture or a displayed screen of the microstructure image observed using the scanning electron microscope, or by receiving digital data for the microstructure image from the scanning electron microscope. can do.
상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계(S120)는, 상기 마르텐사이트 상의 라스(lath)의 폭에 따라 상기 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다. 예를 들어, 상기 단계(S120)는, 상기 마르텐사이트 상을, 1 μm 초과 ~ 20 μm 의 폭을 가지는 제1 라스를 포함하는 제1 마르텐사이트 상; 0.1 μm ~ 1 μm 이하의 폭을 가지는 제2 라스를 포함하는 제2 마르텐사이트 상; 및 라스를 포함하지 않는 제3 마르텐사이트 상;으로 분류하여 수행할 수 있다. 상기 제1 마르텐사이트 상, 상기 제2 마르텐사이트 상, 및 제3 마르텐사이트 상은 형상 특징이 매우 다르므로, 조직 판단이 용이하게 가능할 수 있다.In the step of classifying the martensite phase from the martensite microstructure image ( S120 ), the martensite phase may be classified according to the width of a lath of the martensite phase. For example, the step (S120), the martensite phase, a first martensite phase including a first lath having a width of more than 1 μm ~ 20 μm; a second martensite phase comprising a second lath having a width of 0.1 μm to 1 μm or less; and a third martensite phase that does not contain Ras; it can be performed by classification. Since the first martensite phase, the second martensite phase, and the third martensite phase have very different shape characteristics, it is possible to easily determine the structure.
상기 제1 마르텐사이트 상은 상대적으로 큰 제1 라스를 가지는 형태이다. 상기 제1 라스는, 예를 들어 1 μm 초과 ~ 20 μm 의 폭을 가질 수 있고, 예를 들어 5 μm ~ 50 μm의 길이를 가질 수 있다. 상기 길이는 상기 폭에 비하여 크다. 상기 제1 마르텐사이트 상은 Ms 온도 직하에서 오스테나이트 계면으로부터 최초 변태에 의하여 형성되는 최초의 마르텐사이트 조직을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제1 라스는 내부에, 예를 들어 20 nm 이하 크기의, 예를 들어 5 nm 내지 20 nm 크기의 세멘타이트(cementite)가 석출되어 있다. 상기 세멘타이트는 육방정계(hexagonal) 세멘타이트로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제1 라스는 Fe-카바이드는 함유하지 않는다.The first martensite phase has a relatively large first lath. The first lath may have a width of, for example, greater than 1 μm to 20 μm, for example, may have a length of 5 μm to 50 μm. The length is greater than the width. The first martensitic phase may include the first martensitic structure formed by the initial transformation from the austenite interface under the Ms temperature. The first lath is, for example, 20 nm or less in size, for example, 5 nm to 20 nm in size cementite (cementite) is precipitated therein. The cementite may be composed of hexagonal cementite. In addition, the first Ras does not contain Fe-carbide.
상기 제2 마르텐사이트 상은 상기 제1 마르텐사이트 상에 비하여 상대적으로 작은 제2 라스를 가지는 형태이다. 상기 제2 라스는, 예를 들어 0.1 μm ~ 1 μm 이하의 폭을 가질 수 있고, 예를 들어 5 μm ~ 50 μm의 길이를 가질 수 있다. 상기 길이는 상기 폭에 비하여 크다. 또한, 상기 폭(T)에 대한 길이(L)의 비율(T/L)은 0.5 ~ 0.7 일 수 있다. 상기 제2 라스는 제1 라스를 둘러싸서 위치할 수 있다. 상기 제2 라스는 매우 얇은 형상으로서, 상기 제1 라스에 비하여 1/10 ~ 1/20의 폭을 가질 수 있다. 상기 제2 라스는 두께에 비하여 길이가 두드러지게 긴 형상을 나타낼 수 있다. 상기 제2 라스는 내부에 세멘타이트 석출물을 포함하지 않을 수 있다.The second martensite phase has a relatively small second lath compared to the first martensite phase. The second lath may have a width of, for example, 0.1 μm to 1 μm or less, for example, may have a length of 5 μm to 50 μm. The length is greater than the width. In addition, the ratio (T/L) of the length (L) to the width (T) may be 0.5 to 0.7. The second lath may be positioned to surround the first lath. The second lath has a very thin shape, and may have a width of 1/10 to 1/20 of that of the first lath. The second lath may have a remarkably long shape compared to its thickness. The second lath may not include cementite precipitates therein.
상기 제3 마르텐사이트 상은 라스가 존재하지 않는 경우를 모두 포함하고, 1 μm ~ 15 μm의 길이를 가질 수 있다. 상기 제3 마르텐사이트 상은 식각되지 않는 영역을 포함할 수 있다. 상기 제3 마르텐사이트 상은 통상적인 식각이 이루어지지 않는 영역을 포함할 수 있고, 이에 따라 라스가 나타나지 않아, 상기 제1 및 제2 마르텐사이트 상과는 구분될 수 있다. 상기 제2 마르텐사이트 상은 내부에 세멘타이트 석출물을 포함하지 않을 수 있다.The third martensite phase includes all cases in which Ras does not exist, and may have a length of 1 μm to 15 μm. The third martensite phase may include a non-etched region. The third martensite phase may include a region in which conventional etching is not performed, and thus lath does not appear, and thus may be distinguished from the first and second martensite phases. The second martensite phase may not include cementite precipitates therein.
상기 제1 마르텐사이트 상, 상기 제2 마르텐사이트 상, 및 상기 제3 마르텐사이트 상의 구분은 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 다양한 방식으로 마르텐사이트 상을 구분하여 적용하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.The distinction between the first martensite phase, the second martensite phase, and the third martensite phase is exemplary, and the present invention is not limited thereto. That is, the case where the martensite phase is divided and applied in various ways is also included in the technical spirit of the present invention.
예를 들어, 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계(S120)는, 상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭, 라스의 길이, 라스의 길이에 대한 폭의 비율, 및 라스의 세멘타이트 상 포함 여부 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다.For example, the step of classifying the martensite phase from the martensite microstructure image ( S120 ) may include the width of the lath on the martensite, the length of the lath, the ratio of the width to the length of the lath, and the cementite phase of the lath. The martensite phase may be classified according to at least one of inclusion.
상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는 단계(S130)는 상기 제1 마르텐사이트 상, 상기 제2 마르텐사이트 상, 및 상기 제3 마르텐사이트 상의 각각의 함량에 따라 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출할 수 있다. 이와 같이 산출된 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 기준으로 상기 마르텐사이트 강재를 분류할 수 있다.Calculating the hardness of the martensitic steel material based on the content of the classified martensitic phase (S130) is performed according to the respective contents of the first martensite phase, the second martensite phase, and the third martensite phase. The hardness of the martensitic steel can be calculated. The martensitic steel may be classified based on the calculated hardness of the martensitic steel.
상기 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법은 마르텐사이트 변태 시작 온도가 400℃ 이상인 마르텐사이트 강재에 대하여 적용될 수 있다. 즉, 재오스테나이징화(reaustenizing) 온도가 400℃ 이상인 경우에 적용될 수 있다. 그러나, 이러한 온도는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The method of predicting the hardness of the martensitic steel may be applied to a martensitic steel having a martensitic transformation starting temperature of 400° C. or higher. That is, it may be applied when the reustenizing temperature is 400° C. or higher. However, these temperatures are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템(100)을 도시하는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a
도 2를 참조하면, 마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템(100)은, 마르텐사이트 강재의 마르텐사이트 미세조직 이미지를 취득하는 이미지 취득부(110); 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 마르텐사이트 상 분류부(120); 및 상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는 경도 산출부(130)를 포함한다.Referring to Figure 2, the
이미지 취득부(110)는, 상기 마르텐사이트 강재의 마르텐사이트 미세조직 이미지를 취득할 수 있다.The
이미지 취득부(110)는, 예를 들어 주사전자현미경(112)을 이용하여 얻은 상기 마르텐사이트 강재의 미세조직 이미지를 취득할 수 있다. The
이미지 취득부(110)는, 예를 들어 주사전자현미경(112)을 포함하여 구성함으로써, 상기 주사전자현미경과 직접 연결되어 미세조직 이미지를 직접적으로 전달받을 수 있다.The
이미지 취득부(110)는, 예를 들어 별도로 설치된 주사전자현미경을 이용하여 관찰된 상기 미세조직 이미지를 프린트한 사진이나 디스플레이된 화면을 스캐닝하여 이미지 데이터를 취득하거나, 상기 주사전자현미경으로부터 상기 미세조직 이미지에 대한 디지털 데이터를 전달받음으로써 취득할 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며, 상기 주사전자현미경을 대신하여 미세조직 이미지를 제공할 수 있는 다양한 장치가 적용되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.The
마르텐사이트 상 분류부(120)는, 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다.The martensite
마르텐사이트 상 분류부(120)는, 예를 들어 상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭에 따라 상기 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다.The martensitic
마르텐사이트 상 분류부(120)는, 예를 들어 상기 마르텐사이트 상을, 1 μm 초과 ~ 20 μm 의 폭을 가지는 제1 라스를 포함하는 제1 마르텐사이트 상; 0.1 μm ~ 1 μm 이하의 폭을 가지는 제2 라스를 포함하는 제2 마르텐사이트 상; 및 라스를 포함하지 않는 제3 마르텐사이트 상;으로 분류할 수 있다. 그러나, 이러한 분류는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The martensite
마르텐사이트 상 분류부(120)는, 예를 들어 라스의 폭, 라스의 길이, 라스의 길이에 대한 폭의 비율, 및 라스의 세멘타이트 상 포함 여부 중 적어도 어느 하나에 따른 마르텐사이트 분류 정보를 가지는 제1 데이터베이스(122)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 마르텐사이트 상 분류부(120)는 제1 데이터베이스(122)에서 제공되는 상기 마르텐사이트 분류 정보에 따라, 상기 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다.The martensite
예를 들어, 제1 데이터베이스(122)는 상기 마르텐사이트 분류 정보로서, 예를 들어 1 μm 초과 ~ 20 μm 의 폭을 가지는 제1 라스를 가지는 상에 대하여는 제1 마르텐사이트 상으로 대응시키고, 0.1 μm ~ 1 μm 이하의 폭을 가지는 제2 라스를 가지는 상에 대하여는 제2 마르텐사이트 상으로 대응시키고, 및 라스를 포함하지 않는 상에 대하여는 제3 마르텐사이트 상으로 대응시킨 마르텐사이트 분류 정보를 제공할 수 있다.For example, as the martensite classification information, the
경도 산출부(130)는, 상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출할 수 있다.The
경도 산출부(130)는, 상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량에 따른 상기 마르텐사이트 강재의 경도 정보를 가지는 제2 데이터베이스(132)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 경도 산출부(130)는 제2 데이터베이스(132)에서 제공되는 상기 마르텐사이트의 경도 정보에 따라, 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출할 수 있다.The
예를 들어, 제2 데이터베이스(132)는 상기 마르텐사이트의 경도 정보로서, 예를 들어 상기 제1 마르텐사이트 상의 함량이 30%, 상기 제2 마르텐사이트 상의 함량이 50%, 및 상기 제3 마르텐사이트 상의 함량이 20%인 경우는 상기 마르텐사이트 강재의 경도가 HB400으로 대응시킨 정보를 제공할 수 있다. 또는, 상기 제1 마르텐사이트 상의 함량이 0%, 상기 제2 마르텐사이트 상의 함량이 70%, 및 상기 제3 마르텐사이트 상의 함량이 30%인 경우는 상기 마르텐사이트 강재의 경도가 HB360으로 대응시킨 마르텐사이트의 경도 정보를 제공할 수 있다.For example, the
제1 데이터베이스(122)와 제2 데이터베이스(132)는 별개의 데이터베이스이거나 또는 통합된 데이터베이스일 수 있다.The
이와 같이 산출된 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 기준으로 상기 마르텐사이트 강재를 분류할 수 있다.The martensitic steel may be classified based on the calculated hardness of the martensitic steel.
동일한 성분계로 제조된 마르텐사이트 강재의 경우라도, 냉각 속도, 냉각 시간 등과 같은 공정 조건에 의하여 재질 편차가 발생할 수 있다. 즉, 상기 제1 내지 제3 마르텐사이트 상의 존재 여부 또는 함량에 변화가 발생할 수 있다. 마르텐사이트 강재의 제조사에서는 경도가 ± 30 ~ 40 수준의 차이를 가지는 소재를 공급하지만, 사용자는 이를 확인하기가 어렵다. Even in the case of martensitic steels manufactured with the same component system, material deviation may occur depending on process conditions such as cooling rate and cooling time. That is, a change may occur in the presence or content of the first to third martensite phases. Martensitic steel manufacturers supply materials with a hardness of ± 30 to 40, but it is difficult for users to confirm this.
예를 들어, HB 400은 상기 제1 내지 제3 마르텐사이트 상들이 모두 나타나게 되지만, HB 360은 제1 마르텐사이트 상은 나타나지 않고, 제2 및 제3 마르텐사이트 상들만이 나타날 수 있다. For example, in HB 400, all of the first to third martensite phases may appear, but in HB 360, the first martensite phase may not appear and only the second and third martensite phases may appear.
본 발명의 기술적 사상을 통하여, 마르텐사이트 강재 제조사와 수요자가 강재개발과 사용에 있어서, 물리적 시험 외 조직분석방법을 제시하여, 소재 물리적 특성을 예상할 수 있는 방법을 제시한다. 저탄소 마르텐사이트 조직 구성에서 필수적으로 요구되는 상이 확인되지 않을 경우, 예상되는 물리적 특성 하락을 추론함으로써 보다 정밀한 강재 사용법이 제시할 수 있다.Through the technical idea of the present invention, martensitic steel manufacturers and consumers in the development and use of steel materials, by presenting a method for tissue analysis other than physical testing, suggests a method for predicting material physical properties. When the phase essential in the low-carbon martensite structure is not identified, a more precise method of using steel can be suggested by inferring the expected decrease in physical properties.
실험예Experimental example
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred experimental examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following experimental examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental examples. Content not described here will be omitted because it can be technically inferred sufficiently by a person skilled in the art.
표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법에 사용된 마르텐사이트 강재의 조성을 나타낸다. 표 1에서 잔부는 철(Fe)과 제강 공정 등에서 불가피하게 함유되는 불순물로 이루어진다. 단위는 중량%이다.Table 1 shows the composition of the martensitic steel material used in the method for predicting the hardness of the martensitic steel material according to an embodiment of the present invention. In Table 1, the remainder consists of iron (Fe) and impurities unavoidably contained in the steelmaking process, etc. The unit is % by weight.
표 2는 실시예와 비교예의 제어압연 공정 조건 값들을 나타낸다.Table 2 shows the control rolling process condition values of Examples and Comparative Examples.
(℃)reheat temperature
(℃)
(℃)Rolling start temperature
(℃)
(℃)reheat temperature
(℃)
(℃/초)cooling rate
(℃/sec)
상술한 공정을 수행하여 마르텐사이트 강재를 제조하였다. 즉, 물을 이용하여 높은 냉각 속도로서 ??칭함으로서, 상기 마르텐사이트 강재를 제조하였다. 상기 마르텐사이트 강재를 주사전자현미경 시편으로 형성하였고, 나이탈(Nital) 식각법에 의하여 식각한 후에, 주사전자현미경을 통하여 미세조직을 관찰하였다.A martensitic steel was manufactured by performing the above-described process. That is, the martensitic steel material was manufactured by quenching with a high cooling rate using water. The martensitic steel was formed as a scanning electron microscope specimen, and after etching by the nital etching method, the microstructure was observed through a scanning electron microscope.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법에서 사용한 마르텐사이트 강재의 미세조직을 나타내는 주사전자현미경 이미지이다.3 is a scanning electron microscope image showing the microstructure of martensitic steel used in the method for predicting the hardness of martensitic steel according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 마르텐사이트 강재의 미세조직 이미지가 나타나있다. 상기 미세조직에서 굵은 흑색으로 표시된 영역을 추출하여 마르텐사이트 상을 분류하였다.Referring to FIG. 3 , a microstructure image of martensitic steel is shown. A martensitic phase was classified by extracting a region marked in thick black from the microstructure.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법에서 사용한 마르텐사이트 강재의 미세조직을 분류하는 방법을 설명하는 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating a method of classifying a microstructure of a martensitic steel used in a method for predicting the hardness of a martensitic steel according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 도 3의 상기 마르텐사이트 강재의 미세조직 이미지에서 마르텐사이트 상을 라스의 폭에 따라 분류한다. 먼저, 라스의 폭이 상대적으로 큰, 예를 들어 1 μm 초과 ~ 20 μm 의 폭을 가지는 경우를 제1 마르텐사이트 상으로 분류하여 "A" 영역으로 지정한다.Referring to FIG. 4 , in the microstructure image of the martensitic steel of FIG. 3 , the martensitic phase is classified according to the width of the lath. First, a case in which the width of the lath is relatively large, for example, greater than 1 μm to 20 μm, is classified as a first martensite phase and designated as an “A” region.
이어서, 라스의 폭이 상대적으로 작은, 예를 들어 0.1 μm ~ 1 μm 이하의 폭을 가지는 경우를 제2 마르텐사이트 상으로 분류하여 "B" 영역으로 지정한다.Subsequently, a case in which the width of the lath is relatively small, for example, 0.1 μm to 1 μm or less, is classified as a second martensite phase and designated as a “B” region.
이어서, 남은 영역, 또는 라스가 관찰되지 않는 영역을 "C" 영역으로 지정한다.Then, the remaining region, or the region in which no Ras is observed, is designated as the “C” region.
이에 따라, 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지의 마르텐사이트 상들의 분류가 종료될 수 있다. 상기 마르텐사이트 강재의 경우에는 제1 마르텐사이트 상, 제2 마르텐사이트 상 및 제3 마르텐사이트 상을 포함하여 형성되어 있다.Accordingly, the classification of martensite phases of the martensitic microstructure image may be terminated. In the case of the martensitic steel, the first martensite phase, the second martensite phase, and the third martensite phase are formed.
이와 같이 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출할 수 있다. 이와 같이 산출된 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 기준으로 상기 마르텐사이트 강재를 분류할 수 있다.The hardness of the martensitic steel can be calculated based on the content of the martensitic phase classified as described above. The martensitic steel may be classified based on the calculated hardness of the martensitic steel.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법에서 사용한 마르텐사이트 강재의 미세조직을 이용하여 산출한 경도 수치가 표시된 주사전자현미경 이미지이다.5 is a scanning electron microscope image showing hardness values calculated using the microstructure of martensitic steel used in the method for predicting hardness of martensitic steel according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 마르텐사이트 강재가 제1 마르텐사이트 상(A로 표시됨), 제2 마르텐사이트 상(B로 표시됨), 및 제3 마르텐사이트 상(C로 표시됨)을 모두 포함하는 경우에는, 상기 마르텐사이트 강재의 경도가 HB400으로 산출될 수 있다. 반면, 마르텐사이트 강재가 제1 마르텐사이트 상을 포함하지 않고, 제2 마르텐사이트 상(B로 표시됨), 및 제3 마르텐사이트 상(C로 표시됨)을 포함하는 경우에는, 상기 마르텐사이트 강재의 경도가 HB360으로 산출될 수 있다.Referring to FIG. 5 , when the martensitic steel includes all of the first martensitic phase (indicated by A), the second martensitic phase (indicated by B), and the third martensitic phase (indicated by C), The hardness of the martensitic steel may be calculated as HB400. On the other hand, when the martensitic steel does not include the first martensitic phase, but includes the second martensitic phase (indicated by B) and the third martensitic phase (indicated by C), the hardness of the martensitic steel can be calculated as HB360.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical spirit of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is the technical spirit of the present invention that various substitutions, modifications and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which this belongs.
100: 마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템,
110: 이미지 취득부,
112: 주사전자현미경,
120: 마르텐사이트 상 분류부,
122: 제1 데이터베이스,
130: 경도 산출부,
132: 제2 데이터베이스,100: hardness prediction system of martensitic steel,
110: image acquisition unit;
112: scanning electron microscope;
120: martensitic phase classification unit,
122: a first database;
130: hardness calculator;
132: a second database;
Claims (11)
상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계; 및
상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는 단계;를 포함하고,
상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계는,
상기 마르텐사이트 상을,
1 μm 초과 ~ 20 μm 의 폭을 가지는 제1 라스를 포함하는 제1 마르텐사이트 상;
0.1 μm ~ 1 μm 이하의 폭을 가지는 제2 라스를 포함하는 제2 마르텐사이트 상; 및
라스를 포함하지 않는 제3 마르텐사이트 상;으로 분류하여 수행하고,
상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는 단계는,
상기 제1 마르텐사이트 상, 상기 제2 마르텐사이트 상, 및 상기 제3 마르텐사이트 상의 각각의 함량에 따라 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는,
마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법.acquiring a martensitic microstructure image of a martensitic steel;
classifying a martensitic phase from the martensitic microstructure image; and
Calculating the hardness of the martensitic steel material based on the content of the classified martensitic phase; includes,
The step of classifying the martensite phase from the martensite microstructure image,
the martensite phase,
a first martensitic phase comprising a first lath having a width of greater than 1 μm to 20 μm;
a second martensite phase comprising a second lath having a width of 0.1 μm to 1 μm or less; and
The third martensite phase that does not contain Ras; is carried out by classification,
The step of calculating the hardness of the martensitic steel material based on the content of the classified martensitic phase,
Calculating the hardness of the martensitic steel material according to each content of the first martensitic phase, the second martensitic phase, and the third martensitic phase,
A method for predicting the hardness of martensitic steel.
상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계는,
상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭, 라스의 길이, 라스의 길이에 대한 폭의 비율, 및 라스의 세멘타이트 상 포함 여부 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 마르텐사이트 상을 분류하는,
마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법.The method of claim 1,
The step of classifying the martensite phase from the martensite microstructure image,
Classifying the martensite phase according to at least one of the width of the lath of the martensite phase, the length of the lath, the ratio of the width to the length of the lath, and whether the lath includes a cementite phase,
A method for predicting the hardness of martensitic steel.
상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 마르텐사이트 상 분류부; 및
상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는 경도 산출부;를 포함하고,
상기 마르텐사이트 상 분류부는,
상기 마르텐사이트 상을,
1 μm 초과 ~ 20 μm 의 폭을 가지는 제1 라스를 포함하는 제1 마르텐사이트 상;
0.1 μm ~ 1 μm 이하의 폭을 가지는 제2 라스를 포함하는 제2 마르텐사이트 상; 및
라스를 포함하지 않는 제3 마르텐사이트 상;으로 분류하고,
상기 경도 산출부는,
상기 제1 마르텐사이트 상, 상기 제2 마르텐사이트 상, 및 상기 제3 마르텐사이트 상의 각각의 함량에 따라 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는,
마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템.an image acquisition unit for acquiring a martensitic microstructure image of a martensitic steel;
a martensite phase classification unit for classifying a martensite phase from the martensite microstructure image; and
Including; a hardness calculator for calculating the hardness of the martensitic steel material based on the content of the classified martensitic phase;
The martensite phase classification unit,
the martensite phase,
a first martensitic phase comprising a first lath having a width of greater than 1 μm to 20 μm;
a second martensite phase comprising a second lath having a width of 0.1 μm to 1 μm or less; and
Classified as a third martensitic phase that does not contain Ras;
The hardness calculator,
Calculating the hardness of the martensitic steel material according to each content of the first martensitic phase, the second martensitic phase, and the third martensitic phase,
Hardness prediction system for martensitic steel.
상기 마르텐사이트 상 분류부는,
상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭, 라스의 길이, 라스의 길이에 대한 폭의 비율, 및 라스의 세멘타이트 상 포함 여부 중 적어도 어느 하나에 따른 마르텐사이트 분류 정보를 가지는 제1 데이터베이스를 포함하고,
상기 제1 데이터베이스에서 제공되는 상기 마르텐사이트 분류 정보에 따라, 상기 마르텐사이트 상을 분류하는,
마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템.7. The method of claim 6,
The martensite phase classification unit,
A first database having martensite classification information according to at least one of the width of the lath on the martensite, the length of the lath, the ratio of the width to the length of the lath, and whether the lath includes a cementite phase,
Classifying the martensite phase according to the martensite classification information provided from the first database,
Hardness prediction system for martensitic steel.
상기 경도 산출부는,
상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량에 따른 상기 마르텐사이트 강재의 경도 정보를 가지는 제2 데이터베이스를 포함하고,
상기 제2 데이터베이스에서 제공되는 상기 마르텐사이트의 경도 정보에 따라, 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출하는,
마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템.7. The method of claim 6,
The hardness calculator,
Including a second database having hardness information of the martensitic steel according to the content of the classified martensitic phase,
According to the hardness information of the martensite provided in the second database, calculating the hardness of the martensitic steel,
Hardness prediction system for martensitic steel.
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|---|---|
| KR102393785B9 (en) | 2023-05-11 |
| KR20220036741A (en) | 2022-03-23 |
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