KR19990009364A - Fatigue Strength Treatment Method - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 열화재의 피로강도 치료방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating fatigue strength of a deterioration material.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

종래, 금속재료가 열화되면 피로강도 저하 현상이 나타나는데, 이런 열화재의 피로강도를 향상시키기 위한 기술이 요망되었다.Conventionally, when a metal material deteriorates, a fatigue strength fall phenomenon occurs, and a technique for improving the fatigue strength of such a degraded material has been desired.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

재료가 열화되어 피로강도 저하현상이 유발된 열화재의 피로강도를 향상시키기 위해, 레이저 빔의 고온의 열원을 이용함으로서 표면경화층인 마르텐사이트 상변태로 인한 압축잔류응력의 발생을 야기하고, 장기 사용에 따른 결정입계에 편석된 불순물이 고온의 열원에 의해 확산시킴에 의하여 피로수명을 증대하는 것을 특징으로 한다.In order to improve the fatigue strength of the deteriorated material caused by the degradation of the material due to the deterioration of the fatigue strength, the use of a high-temperature heat source of the laser beam causes the generation of compressive residual stress due to the martensite phase transformation of the surface hardening layer. It is characterized in that the fatigue life is increased by diffusing impurities segregated at the grain boundaries due to the high temperature heat source.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

국부처리성, 처링영역의 제어성, 복잡형상, 접근불가능한 부분까지 열화치료가 가능하며, 또한 기계 및 구조물의 가동 중단없이 열화의 치료가 가능하므로 이에 대한 경제적인 이익도 큰 유용성을 가진다.Local treatment, control of the treatment area, complex shape, deterioration treatment to the inaccessible part is possible, and deterioration treatment can be performed without downtime of the machine and the structure, so the economic benefit for this has great utility.

Description

열화재의 피로강도 치료방법Fatigue Strength Treatment Method

본 발명은 장기간 사용하여 열화된 재료의 피로강도를 치료하는 방법으로서, 더욱 상세히는 기존 사용 기간이 길어지면 열화현상이 나타난 기계·구조물의 피로강도를 증가시킴으로서 기계 구조물의 수명연장 효과와 이에 대한 경제적인 손실절감을 위한 것이다.The present invention is a method of treating fatigue strength of a degraded material by using it for a long time, and more specifically, by increasing the fatigue strength of a machine or structure exhibited deterioration when the existing period of use is prolonged, the life extension effect of the mechanical structure and economic It is for reducing the loss of phosphorus.

원자력 발전설비, 고온, 고압 등과 같은 기계·구조물의 사용 기간이 길어짐에 따라 수명상의 문제가 제기되고 있으며, 이에 따라 검사, 보수, 교환, 사용 정지, 운전 조건의 제한, 재건설, 안정성 및 신뢰성의 검토 등, 기존 기계·구조물들을 좀더 지속적이고 좀더 안전하게, 그리고 효율 좋게 사용하려는 요구가 커져 가고 있다.As the service life of machinery and structure such as nuclear power generation facilities, high temperature, high pressure, etc. becomes longer, life problems are raised. Therefore, inspection, repair, replacement, suspension of use, limitation of operating conditions, reconstruction, stability and reliability There is a growing demand for more consistent, safer and more efficient use of existing machinery and structures, including reviews.

이와 같은 관점에서 기계·구조물의 수명 및 건전성 평가는 산업체 각분야에서도 매우 중요한 문제로 대두되고 있다. 그러나 각종 기계·구조물의 수명을 지배하는 인자는 매우 많지만 재료의 사용 조건, 사용 이력 등 시간과 더불어 재료의 강도 특성이 변화하는 현상, 즉 열화(Degradation)의 영향이 큰 범위를 차지하고 있다.In this regard, the evaluation of the life and soundness of machinery and structures has emerged as an important issue in various industries. However, there are many factors that govern the lifespan of various machines and structures, but the influence of degradation, that is, a phenomenon in which the strength characteristics of the material change with time, such as the conditions of use of the material and the history of use, has a large range.

열화는 오랜 사용 시간, 고온 환경, 부하 조건, 부식 환경 등이 복합적으로 작용하여 진행되며, 열화의 종류중 제질 열화(Material degradation)가 기계. 구조물의 수명에 가장 큰 영향을 미치고 있다.Deterioration is caused by a combination of long service time, high temperature environment, load conditions, and corrosive environment, and material degradation is one of the types of deterioration. It has the greatest impact on the life of the structure.

재질 열화의 현상적 특징들은 여러 학자들에 의해 오랜 연구로부터 어느정도 성과도 올리고 있는 실정이지만, 일반적으로 열화현상은 구조물 전반에 걸쳐 발생하는 것 보다는 국부적으로 발생하게 된다. 그러므로 대상재료가 작을 경우에는 기존의 열처리 방법에 의해 회복이 가능하지만, 실제 가동중인 구조물, 즉 대상 구조물이 큰 경우에는 기존의 열처리 방법을 적용하기에는 매우 힘든 상황이다.Phenomenological characteristics of material deterioration have been achieved to some extent by many scholars, but in general, deterioration occurs locally rather than throughout the structure. Therefore, if the target material is small, it can be recovered by the existing heat treatment method, but in actual operation, that is, if the target structure is large, it is very difficult to apply the existing heat treatment method.

따라서 이러한 열화 현상이 발생한 기계 및 구조물의 수명을 연장시키기 위한 노력의 일환으로 산업체의 각 분야에서는 신소재 및 신기술의 개발에 지대한 관심을 기울이고 있다.Therefore, in an effort to extend the lifespan of machinery and structures in which such deterioration occurs, each sector of the industry pays great attention to the development of new materials and technologies.

본 발명에서는 열화재의 피로강도를 증가시키기 위해 레이저 빔의 열원을 이용하였다. 특히, 신 기술인 산업용 레이저는 고밀도의 에너지를 이용하여 현재 용접, 절단, 및 초정밀 가공 등의 재료 가공 분야에만 주로 이용되고 있는 실정이다.In the present invention, the heat source of the laser beam was used to increase the fatigue strength of the deterioration material. In particular, the industrial laser, which is a new technology, uses high density energy and is currently mainly used only in materials processing fields such as welding, cutting, and ultra-precision processing.

또한, 열화재의 피로강도 치료방법으로 레이저 빔의 열원을 이용할 경우 국부처리성, 처리영역의 제어성, 복잡형상, 접근불가능한 부분까지 열화치료가 가능할 것이며, 또한 기계 및 구조물의 가동 중단없이 열화의 치료가 가능하므로 이에 대한 경제적인 이익도 따를 것으로 판단된다.In addition, if the laser beam heat source is used as the fatigue strength treatment method of the deterioration material, it will be possible to treat the deterioration to the local processing property, controllability of the treatment area, complex shape, and inaccessible part, and also As treatment is possible, the economic benefits will be followed.

이러한 문제점을 감안하여 본 발명에서는 고온, 고압의 압력용기용 강으로 장기간 사용된 크롬-몰리브덴(Cr-Mo)강 열화재에 레이저 빔 조사기의 레이저 출력, 조사속도 및 조사 빔의 직경을 변수로 한 조사밀도를 변화시켜가면서 다수의 피로시험편을 제작하여 피로균열발생 및 진전특성에 미치는 레이저 빔 조사의 영향과 레이저 빔 조사에 의해서 피로강도 개선(열화의 치료) 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above problems, in the present invention, the chromium-molybdenum (Cr-Mo) steel deterioration material, which has been used for a long time as a high temperature and high pressure steel for pressure vessels, has the laser output, irradiation speed and diameter of the irradiation beam as parameters. The purpose of this study is to provide a method of improving fatigue strength (treatment of deterioration) by laser beam irradiation and the effect of laser beam irradiation on fatigue crack generation and propagation characteristics by making a large number of fatigue test specimens with varying irradiation density.

제1도는 본 발명에 일시 예에 사용되는 시험편의 예를 도시하는 평면도.1 is a plan view showing an example of a test piece used in a temporary example in the present invention.

제2도 및 제3도는 레이저 빔 조사에 따른 경화정도를 도시하는 그래프.2 and 3 are graphs showing the degree of curing according to the laser beam irradiation.

제4도 레이저 빔이 조사된 시험편의 잔류응력 분포를 도시하는 그래프.4 is a graph showing the residual stress distribution of a test piece irradiated with a laser beam.

제5도 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도와 경화깊이와의 관계를 도시하는 그래프.Fig. 5 is a graph showing the relationship between energy density and curing depth at the time of laser beam irradiation.

제6도 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도와 경도치와의 관계를 도시하는 그래프.Fig. 6 is a graph showing the relationship between the energy density and the hardness value at the time of laser beam irradiation.

제7도 레이저 빔 조사재의 피로균열 성장길이와 하중반복회수와의 관계를 도시하는 그래프.7 is a graph showing the relationship between the fatigue crack growth length and the load repetition frequency of the laser beam irradiation material.

제8도는 각종 레이저 빔 조사재의 피로 수명비에 대한 균열성장길이(△a)와의 관계를 도시한 그래프.8 is a graph showing the relationship between the crack growth length (Δa) and the fatigue life ratio of various laser beam irradiation materials.

제9도는 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도가 1.67-1.70(W·sec/㎣)인 시험편의 피로균열 진전속도를 도시하는 그래프.9 is a graph showing the fatigue crack propagation rate of a test piece having an energy density of 1.67-1.70 (W · sec / cc) when irradiating a laser beam.

제10도는 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도가 5.22(W·sec/㎣)인 시험편의 피로균열 진전속도를 도시하는 그래프.10 is a graph showing the fatigue crack propagation velocity of a test piece having an energy density of 5.22 (W · sec / cc) upon laser beam irradiation.

제11도는 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도가 5.30(W·sec/㎣)인 시험편의 피로균열 진전속도를 도시하는 그래프.FIG. 11 is a graph showing the fatigue crack propagation rate of a test piece having an energy density of 5.30 (W · sec / cc) upon laser beam irradiation. FIG.

제12도는 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도가 3.29(W·sec/㎣)인 시험편의 피로균열 진전속도를 도시하는 그래프.FIG. 12 is a graph showing the fatigue crack propagation rate of a test piece having an energy density of 3.29 (Wsec / cc) during laser beam irradiation.

제13도는 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도가 2.62(W·sec/㎣)인 시험편의 피로균열 진전속도를 도시하는 그래프.FIG. 13 is a graph showing the fatigue crack propagation speed of a test piece having an energy density of 2.62 (Wsec / cc) upon laser beam irradiation. FIG.

제14도는 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도가 3.66(W·sec/㎣)인 시험편의 피로균열 진전속도를 도시하는 그래프.FIG. 14 is a graph showing the fatigue crack propagation rate of a test piece having an energy density of 3.66 (Wsec / cc) during laser beam irradiation. FIG.

제15도는 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도가 3.03(W·sec/㎣)인 시험편의 피로균열 진전속도를 도시하는 그래프.FIG. 15 is a graph showing the fatigue crack propagation rate of a test piece having an energy density of 3.03 (W · sec / cc) upon laser beam irradiation.

제16도는 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도가 2.81(W·sec/㎣)인 시험편의 피로균열 진전속도를 도시하는 그래프.FIG. 16 is a graph showing the fatigue crack propagation rate of a test piece having an energy density of 2.81 (Wsec / cc) during laser beam irradiation. FIG.

제17도는 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도가 2.52(W·sec/㎣)인 시험편의 피로균열 진전속도를 도시하는 그래프.FIG. 17 is a graph showing the fatigue crack propagation rate of a test piece having an energy density of 2.52 (W · sec / cc) upon laser beam irradiation. FIG.

제18도 및 제19도는 동일한 그래프상에서 열화재, 회복재 및 각종 레이저 빔 조사재의 피로균열진전속도를 비교한 그래프.18 and 19 are graphs comparing fatigue crack propagation rates of deterioration material, recovery material and various laser beam irradiation materials on the same graph.

제20도는 열화재에 피로균열길이(△a)를 약 3mm성장시킨 후에 레이저 빔을 조사한 시험편의 피료균열진전 속도를 도시한 그래프.FIG. 20 is a graph showing the material crack propagation velocity of a test piece irradiated with a laser beam after the fatigue crack length?

제21도는 균열이 발생된 시험편에 레이저 빔을 조사한 시험편과 열화재 및 회복재의 피로균열진전속도를 비교한 그래프.FIG. 21 is a graph comparing fatigue crack propagation rates of a specimen that is irradiated with a laser beam with a crack and a deterioration material and a recovery material.

이하 부수된 도면과 함께 본 발명의 압력용기용 강의 피로강도 증대방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the fatigue strength increase method of the steel for pressure vessel of the present invention together with the accompanying drawings will be described in more detail.

본 발명의 압력용기용 강의 피로강도 증대 방법 예시적으로 설명하기 위한 실시예를 도면과 함께 이하에서 설명한다.Method for increasing fatigue strength of steel for pressure vessels of the present invention An embodiment for illustratively described will be described below with reference to the accompanying drawings.

[실시예]EXAMPLE

레이저 빔 조사에 의한 압력용기용 강의 피로강도 향상 방법을 개발하기 위한 연구용 재료로는 2¼Cr-1Mo 강으로서, 약 430℃에서 60,000시간 정도 사용되어 템퍼링 취한(Temper embrittlement)된 재료를 선정하였다. 동 재료는 석유정제용 압력용기용 강으로 그 화학성분은 표 1과 같고, 기계적 성질은 표 2와 같다.As a research material for developing fatigue strength improvement method of pressure vessel steel by laser beam irradiation, a temper embrittlement material was selected, which was used for about 60,000 hours at about 430 ° C. as 2¼Cr-1Mo steel. The material is steel for petroleum refining pressure vessel, its chemical composition is shown in Table 1, and its mechanical properties are shown in Table 2.

[표 1]TABLE 1

[표 2]TABLE 2

열화된 재료의 강도를 비교하기 위해서는 건전한 재료가 필요하나 실제 장시간 사용된 재료와 동일한 신재료의 입수가 불가능하기 때문에 열화재를 650℃에서 1시간 가열한 후 냉각시킨 재료를 회복재로 사용하였다.In order to compare the strength of the deteriorated material, a healthy material is required, but since a new material that is the same as the material used for a long time cannot be obtained, the deteriorated material was heated at 650 ° C for 1 hour and then cooled as a recovery material.

그러나, 대형, 압력용기를 이 방법에 의해 전체를 가열하여 회복시키는 것을 기술적으로도 매우 어려운 일이므로 레이저 빔을 이용한 국부적 열원에 의한 필요부위 또는 강도 취약부 등의 열화치료를 하기 위한 목적으로 동 재료를 사용하였다.However, since it is technically very difficult to recover a large, pressure vessel by heating the whole by this method, the same material is used for the purpose of treating deterioration such as a necessary portion or a weak strength part by a local heat source using a laser beam. Used.

Cr-Mo강의 열화재를 제1도의 시험편과 같은 형태로 외형을 가공한 후 시험편 중앙의 노치는 드릴을 이용하여 0.2mm구멍을 가공한 다음에 방전 가공기로 인공노치의 길이 2a=6.6mm, 곡률반경 σ=0.2mm로 일정하게 가공하였다.After processing the deterioration material of Cr-Mo steel in the same shape as the specimen in Fig. 1, cut the notch in the center of the specimen by using a drill to drill 0.2 mm hole, and then use the electric discharge notch to lengthen the artificial notch 2a = 6.6 mm and the curvature. The radius σ = 0.2 mm was constant.

상기와 같이 본 발명의 압력용기용 강의 피로강도 증대 방법인 레이저 빔을 조사한 시험편의 균열진전 거동을 정확하게 측정하기 위해서 시험편의 표면에 # 200부터 # 1500 까지의 에머리페이퍼(Emery paper)를 사용하여 연마한 후 피로균열진전 실험을 수행하였다.As described above, in order to accurately measure the crack propagation behavior of the test piece irradiated with the laser beam, which is a method of increasing the fatigue strength of the steel for pressure vessel of the present invention, the surface of the test piece was polished using emery paper (# 200 to # 1500). The fatigue crack propagation experiment was then performed.

일반적으로 레이저 빔 조사시 금속인 경우 표면으로부터 빛 반사의 영향으로 흡수율이 떨어지는 경향이 있다. 이를 방지하기 위해서 시편 표면에 레이저를 흡수시키는 흡수재를 코팅시켜서 흡수율을 증가하였다.In general, in the case of metal during laser beam irradiation, the absorption rate tends to be lowered due to the reflection of light from the surface. In order to prevent this, the absorption rate was increased by coating an absorber absorbing a laser on the specimen surface.

흡수재로서는 흑연 분말, 흑색 페인트, 인산염(Phosphate) 등이 널리 사용되고 있다. 본 실시 예에서는 시험편 T-1, 2, 3, 및 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15에 대해서는 레이저 빔 조사시 흡수재로 흑색 페인트를 사용하였다. 그리고 시험편 T-4, 5, 6, 7 및 14의 5개에 대해서는 레이저 빔 조사시 흡수재로 인산염을 사용하여 코팅처리 한 후 각 시험편에 레이저 빔을 조사하였다. 본 발명에 사용한 레이저는 출력 5kW의 CO2레이저(Model No HGL 8950)를 사용하였다.Graphite powder, black paint, phosphate, etc. are widely used as an absorber. In this example, black paint was used as the absorbing material for the laser beam irradiation for test pieces T-1, 2, 3, and 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15. In addition, five test specimens T-4, 5, 6, 7 and 14 were coated with phosphate as an absorbent during laser beam irradiation, and then irradiated with a laser beam. The laser used in the present invention used a CO 2 laser (Model No HGL 8950) with an output of 5 kW.

아울러, 시편에 흡수되는 에너지는 레이저 빔의 조사속도(Velocity), 레이저 빔 조사 출력(Power), 빔의 직경(Diameter), 레이저 빔 형상(Type)에 따라 변화됨으로 정확한 피로수명연장의 파라메타(Parameter)를 찾기 위해서 각종 파라메터를 변화시켜가면서 레이저 빔 조사를 실시 하였다.In addition, the energy absorbed by the specimen is changed according to the irradiation speed (Velocity) of the laser beam, the laser beam irradiation power (Power), the diameter of the beam (beam), and the laser beam type (Type), so that the parameters of accurate fatigue life extension (Parameter) In order to find), laser beam irradiation was carried out while changing various parameters.

표 3은 시험편에 레이저 빔을 조사한 조건을 나타낸 것으로 동 표에서 나타낸 바와 같이 시험편 T-1, 2 및 3은 조사속도, 레저 빔 직경, 형상등 유사하게 하여, 시험편으 전, 후면에 대해 조사하였다.Table 3 shows the conditions under which the laser beam was irradiated to the test specimen. As shown in the table, the test specimens T-1, 2 and 3 were irradiated on the front and rear surfaces of the test specimens in a manner similar to the irradiation speed, leisure beam diameter, and shape. .

시험편 T-4에서 7번까지 레이저 빔의 직경, 형상 및 조사속도를 동일하게 하고, 레이저 빔의 출력은 시험편 T-4, 5, T-6, 7 및 T-8, 9을 각각 동일하게 유지하면서 조사하였다. T-14번은 시험편의 전면만 조사하였다.The diameter, shape, and irradiation speed of the laser beam are the same from specimens T-4 to No. 7, and the output of the laser beam is kept the same in specimens T-4, 5, T-6, 7 and T-8, 9, respectively. Investigation was conducted. T-14 examined only the entire surface of the specimen.

그리고 시험편 T-15의경우는 레이저 빔의 조사가 균열발생 된 부분에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, 먼저 열화재를 피로시험하여 균열길이(Crack length, Δa)를 약 3mm 정도 발생시킨 후에 레이저 빔 조사를 하였다. 피로시험을 통하여 균열진전속도를 열화재와 비교하여 보았다.In the case of specimen T-15, in order to observe the effect of the irradiation of the laser beam on the cracked part, the fatigue material was first tested to generate a crack length (Δa) of about 3 mm. It was. Through the fatigue test, the crack propagation rate was compared with that of the fire.

[표 3]TABLE 3

상기한 바와 같이 레이저 빔의 조사에 의한 조사부의 조직, 경도 및 잔류응력을 측정하면 하기와 같다.As described above, the structure, hardness and residual stress of the irradiated portion by irradiation of the laser beam are measured as follows.

모재(Base material)인 열화재와 회복재 및 레이저 빔의 조사된 시험편의 금속 조직의 변화를 관찰하기 위하여 3종류의 재료에 대해 시료를 채취하여 마운팅 작업 후 폴리싱을 하고, 5%의 나이탈(Nital)용액에서 20초간 에칭(Etching)을 실시하였다.In order to observe the change in the metal structure of the base material, the deterioration material, the recovery material, and the irradiated test piece of the laser beam, samples were taken from three kinds of materials and polished after mounting. Nital) solution was etched for 20 seconds.

본 발명에 사용한 Cr-Mo강의 열화재, 회복재 및 레이저 빔 조사재의 조직사진을 관찰한 결과, 열화재와 회복재는 베이나이트(Bainite) 및 페라이트(Ferrite)의 형상을 나타내고 있으며, 레이저 빔의 조사된 경화층에서는 마르텐사이트(Martensite) 조직이 주종을 이루고 있으나, 열영향(Heat affect)을 받지 않은 부분에서는 모재의 조직을 유지함을 알 수 있었다.As a result of observing the structure photographs of the degradation material, the recovery material, and the laser beam irradiation material of the Cr-Mo steel used in the present invention, the degradation material and the recovery material showed the shape of bainite and ferrite, and the irradiation of the laser beam. In the hardened layer, martensite tissues were predominant, but it was found that the parts of the base material were maintained in the parts not subjected to heat affect.

레이저 빔 조사부의 경도를 측정하면 하기와 같다.The hardness of the laser beam irradiator is measured as follows.

레이저 빔의 출력, 조사속도 및 직경을 달리하여 조사된 시험편의 경화깊이 및 경도치를 비교하기 위하여 비커스 경도(Vicker's hardness)시험을 수행하였다. 실험조건은 부하하중 500g, 하중시간 15 sec, 하중속도 50μm/sec로 일정하게 각 시험편에 대하여 실험을 수행하였다.Vickers hardness test was performed to compare the curing depth and hardness value of the irradiated test pieces by varying the output, irradiation speed and diameter of the laser beam. Experimental conditions were carried out on each specimen at a constant load load of 500g, load time of 15 sec, and load speed of 50μm / sec.

제2도는 레이저 빔이 조사된 표면의 X=10mm 지점에서 0.5mm간격으로 Y방향에 따라 경도시험을 행하여 각 위치의 값을 평균한 결과를 플롯팅한 것이며, 제3도는 레이저 빔 조사 후, 시험편 표면에서 두께방향(Z 방향)으로 0.2mm씩 등간격 측정한 경도 분포를 평균하여 나타낸 것이다. 모재의 경도치는 220Hv 정도이며 레이저 빔 조사 조건에 따라 경도치는 최대 450-500 Hv로 약 2.5배 증가됨을 볼 수 있다.FIG. 2 is a plot of the results obtained by averaging the values of the respective positions by performing a hardness test along the Y direction at 0.5 mm intervals at the X = 10 mm point of the surface to which the laser beam is irradiated. FIG. The average hardness distribution measured at intervals of 0.2 mm in the thickness direction (Z direction) on the surface is shown. The hardness value of the base material is about 220 Hv, and the hardness value is increased by about 2.5 times to 450-500 Hv, depending on the laser beam irradiation conditions.

제2도 및 제3도로부터 경화폭(Hardeningwidth)과 경화깊이(Hardeningdepth)가 가장 큰 것은 레이저 빔 조사재 T-8로써 경화 깊이는 약 0.7mm 경화폭은 약 4.5mm정도인 반면에 레이저 빔 조사재 T-1과 T-15 에서는 경화폭은 약 0.4mm, 2mm이고, 경화깊이는 약 0.2mm, 0.4mm으로서 경화층이 가장 작게 나타났다. 이 결과 레이저 빔의 출력, 속도 및 직경에 따라 측정된 경도 분포가 다르게 형성됨을 나타내고 있다.The hardening width and the hardening depth are the highest in the laser beam irradiation material T-8 from FIGS. 2 and 3, and the curing depth is about 0.7 mm and the curing width is about 4.5 mm, while the laser beam irradiation is In T-1 and T-15, the curing width was about 0.4mm and 2mm, and the curing depth was about 0.2mm and 0.4mm. As a result, the measured hardness distribution is formed differently according to the output, speed and diameter of the laser beam.

레이저 빔 조사부위의 잔류응력을 측정하면 하기와 같다.The residual stress of the laser beam irradiation site is measured as follows.

고온의 레이저 빔을 시험편에 조사하게 되면 금속 조직의 변화에 따른 잔류응력(Residual stress)거동을 관찰하기 위하여 X선회절 장치(X-ray diffractometer, Model No MSF-2M, 용량 0.3KW)를 이용하여 잔류응력 측정을 해보았다. 잔류응력 측정은 열화재, T-8, T-10, T-11, T-12 및 T-13의 시험편을 사용하여 노치선단에서 X방향으로 2, 5 및 9.5mm의 세지점에 대해 측정하여 보았다. 측정 방법은 Glocker법에 의해 회절각(Diffraction angle, θ)를 0, 15, 30 및 45°로 변화시켜가면서 측정하였다.When a high-temperature laser beam is irradiated onto the specimen, the X-ray diffractometer (Model No MSF-2M, capacity 0.3KW) is used to observe the residual stress behavior according to the change of metal structure. The residual stress was measured. Residual stress measurements were made at three points of 2, 5 and 9.5 mm in the X direction at the notched tip using specimens of thermal material, T-8, T-10, T-11, T-12 and T-13. saw. The measurement method was measured while changing the diffraction angle (theta) to 0, 15, 30, and 45 degrees by the Glocker method.

측정된 회절선의 최대 피이크를 결정하는데에 반가폭 중점법(半價幅 中點法)과 포물선 근사법(抛物線 近似法)이 사용되고 있지만, 본 발명에서는 회절선 강도곡선의 절반 높이에서 백그라운드에 평행하게 선을 긋고 이 선의 중심(즉 회절각 2θ의 1/2)을 최대의 피이크 위치로 결정하는 반가폭중점법을 이용하였다.Although the half width midpoint method and the parabolic approximation method are used to determine the maximum peak of the measured diffraction line, in the present invention, the line is parallel to the background at half height of the diffraction line intensity curve. The half-weighted weight point method was used to determine the center of the line (that is, 1/2 of the diffraction angle 2θ) as the maximum peak position.

이렇게 측정된 결과를 제4도에 폴롯팅하여 레이저 빔 조사에 의한 잔류응력의 변화를 관찰하여 보았다.The measured results were plotted in FIG. 4 to observe the change in residual stress caused by laser beam irradiation.

경도치가 높을수록 많은 압축잔류응력(Compressive residual stress)이 발생하는 것을 알 수가 있었으며 이는 피로시험에서 균열이 진전할 때 진전속도를 지연시키는 효과를 가지게 되며, 이로 인하여 피로수명이 연장 될 것으로 예측된다. 특히 모재인 열화재의 경우에는 인장장류응력(Tensile residual stress)이 존재하는 것으로 나타났는데 이는 시험편 가공시에 발생된 응력이라고 추정된다.The higher the hardness value, the more compressive residual stress was generated, which has the effect of delaying the propagation speed when the crack progresses in the fatigue test, which is expected to prolong the fatigue life. In particular, in case of the base material deterioration material, Tensile residual stress appeared.

레이저 빔 조사시의 최대경도 분포곡선 제안하기 위해 레이저 빔의 에너지 밀도를 설명하면 하기와 같다.In order to propose the maximum hardness distribution curve during laser beam irradiation, the energy density of the laser beam will be described as follows.

일반적으로 레이저 빔 조사시의 파라메타(Parameter)로는 여러 종류가 있지만, 본 발명에서는 레이저 빔의 조사속도(Velocity), 출력(Power) 및 지름(Diameter)을 주된 파라메타로 하여 레이저 빔의 조사시의 시험편에 흡수되는 에너지 밀도(Energydensity, Q)와 초대 경도 분포영역을 추정하여 보았다.Generally, there are various types of parameters during laser beam irradiation. However, in the present invention, test pieces for irradiation of the laser beam using the velocity, power, and diameter of the laser beam as the main parameters. The energy density (Q) and superhard hardness distributions absorbed by the ESA were estimated.

따라서 본 발명에서는 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도 Q를 식(1)과 같이 정의하였다.Therefore, in the present invention, the energy density Q at the time of laser beam irradiation is defined as in Equation (1).

여기서 P는 레이저의 출력(W)이며, V는 조사 속도(mm/sec) 그리고 A는 빔의 단면적을 각각 나타내며, 각 시험편의 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도 Q를 표 3에 나타내었다.Where P is the output power of the laser (W), V is the irradiation speed (mm / sec) and A is the cross-sectional area of the beam, respectively, and the energy density Q at the time of laser beam irradiation of each test piece is shown in Table 3.

에너지 밀도와 경도치와의 관계를 설명하면 하기와 같다.The relationship between energy density and hardness value is as follows.

본 발명에 사용된 2¼Cr-1Mo강 열화재의 최적 레이저 빔 조사조건을 추정하기 위하여 레이저 빔의 에너지 밀도 Q와 경화 깊이(Hardening depth)와의 관계를 규명하기 위하여 이들 관계를 제5도에 플롯팅하였다. 에너지 밀도가 증가함에 따라 경화깊이는 깊어가는 곳을 파악 할 수 있었다.In order to estimate the optimum laser beam irradiation conditions of the 2¼Cr-1Mo steel deterioration material used in the present invention, these relationships are plotted in FIG. 5 to investigate the relationship between the energy density Q of the laser beam and the hardening depth. . As the energy density increased, the depth of hardening could be determined.

그러나, 제6도에 나타난바와 같이 에너지 밀도와 최대 경도치와의 관계를 검토하면 2¼Cr-1Mo강에서 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도가 약 3~5(W·sec/㎣)인 영역에서 최대 경도구역으로 나타났다. 그러나 레이저 빔 조사시 최대경도 구역보다 더 높은 에너지 밀도에서는 축적된 열이 전도되기 전에 템퍼링 된 조직을 연화시켜 경도치가 낮아진 것이라고 사료된다.However, as shown in FIG. 6, when examining the relationship between the energy density and the maximum hardness value, the maximum hardness in the region where the energy density at the time of laser beam irradiation in the 2¼Cr-1Mo steel is about 3 to 5 (Wsec / ㎣) Appeared to be nausea. However, at higher energy densities than the maximum hardness zone, the hardness value is softened by softening the tempered tissue before conducting the accumulated heat.

피로시험에서 a-N선도 결과는 하기와 같다.The a-N diagram results in the fatigue test are as follows.

각 시험편에서 피로시험 결과 측정하여 얻은 균열 길이(a)와 하중 반복회수(N)의 데이타로부터 a-N 선도 및 △K-da/dN 선도를 작성하여 레이저 빔 조사가 피로균열 진전특성에 미치는 영향을 고찰하여 보았다.From the data of crack length (a) and load repetition number (N) obtained from the fatigue test results of each specimen, aN and ΔK-da / dN diagrams were prepared to investigate the effect of laser beam irradiation on fatigue crack propagation characteristics. I saw it.

제7도는 레이저 빔 조사재에 대해 피로시험의 데이타에서 균열 길이(a)와 하중 반복횟수(N)과의 관계를 나타낸 a-N 선도이며, 표 4에는 레이저 빔 조사에 의한 각 재료의 0.1mm 피로균열 발생수명 (Ni), 파단수명 (Nf) 및 △K-da/dN 선도로부터 얻은 피로 균열 진전 법칙에서의 상수 C와 m의 값을 나타내었다.7 is an aN diagram showing the relationship between the crack length (a) and the number of load repetitions (N) in the fatigue test data for the laser beam irradiator. Table 4 shows 0.1 mm fatigue cracks of each material by laser beam irradiation. The values of the constants C and m in the fatigue crack propagation law obtained from the generation life (N i ), the fracture life (N f ) and the ΔK-da / dN diagram are shown.

피로 균열의 0.1mm 발생 수명은 회복재 및 열화재보다 레이저 빔 조사재 T-1, 2, 3이 빨리 발생하였고, 그러나, T-6, 7과 T-8, 9의 경우에는 레이저 빔 조사재의 피로 균열 발생 사이클(Cycle)이 상당히 지연되었고, 파단 사이클도 회복대 수준으로 연장된 것을 알 수 있었다.The 0.1 mm occurrence life of the fatigue crack was faster in the laser beam irradiation materials T-1, 2 and 3 than in the recovery material and the deterioration material. However, in the case of T-6, 7 and T-8 and 9, the laser beam irradiation material The fatigue crack initiation cycle (Cycle) was significantly delayed, and the failure cycle was extended to recovery level.

제8도는 열화재, 회복재 및 레이저 빔 조사재의 피로수명 사이클 당 진진하는 균열길이(△a)를 비교하여 나타낸 것이다.열화재와 회복재의 균열진전비는 유사한 형태로 나타나는 반면에 레이저 빔 조사재의 경우 초기 균열은 압축잔류응력 때문에 상당히 지연되어 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서 적절한 레이저 빔 조사가 이루어질 경우에는 장기 사용으로 템퍼링 취화된 열화재를 레이저 빔 조사방법에 따라 균열발생의 수명연장을 할 수 있는 가능성이 있음을 시사하고 있다.8 shows a comparison of the crack length advancing per fatigue life cycle of the deteriorating material, the recovering material and the laser beam irradiating material (Δa). In this case, it can be seen that the initial crack occurs due to a significant delay due to the compressive residual stress. Therefore, when proper laser beam irradiation is made, it is suggested that tempering embrittlement deterioration material can be prolonged life of crack generation by laser beam irradiation method.

피로시험시 △K-da/dN 선도 결과는 하기와 같다.The ΔK-da / dN diagram result in the fatigue test is as follows.

피로 균열의 진전에 대한 Paris의 연구 결과에 의하면 시험편과 하중 조건에 따른 피로 균열 진전 속도(da/dN)를 응력 확대 계수 범위 (△K)의 함수로서 피로 균열 진진 속도 법칙은 식(2)와 같이 나타낼 수 있다.Paris's study of fatigue crack propagation shows that fatigue crack propagation rate (da / dN) as a function of stress intensity factor range (ΔK) as a function of test specimen and load conditions is shown in equation (2) and Can be represented as:

여기서, m 및 C는 균열 진전 법칙에서의 지수 및 상수이다.Where m and C are exponents and constants in the law of crack propagation.

본 발명에서 피로 균열 진전 속도(da/dN)의 계산은 균열 길이(a)와 하중 반복 회수(N)에 대한 데이타로부터 시컨트(Secant)법에 따라 계산하였으며, 응력 확대 계수 범위 △K는 다음과 같은 H. Tada식을 사용해서 구했다.In the present invention, the fatigue crack growth rate (da / dN) was calculated according to the secant method from the data on the crack length (a) and the number of load repetitions (N), and the stress intensity factor range ΔK is as follows. Obtained using the same H. Tada formula.

즉,In other words,

여기서 F1(α)*=(1-0.025α2+0.06α4F1(α),Where F 1 (α) * = (1-0.025α 2 + 0.06α 4 F 1 (α),

또한 응력 진폭범위 △6 = 115.8MPa, 초기 응력확대 계수범위△K=11.8MPa√m에서 동일한 조건하에서 피로시험을 수행하였다. 실험한 각각의 시험편들에 대한 a-N관계로부터 균열 진전속도(da/dN)와 응력 확대 계수 범위(△K)를 계산하여 △K와 da/dN 사이의 관계를 양대수(Log-log,) 그래프 상에 플롯트(Plot) 한것 결과를 제9도 ~제17도에 각각 나타내었다.In addition, the fatigue test was performed under the same conditions in the stress amplitude range Δ6 = 115.8 MPa and the initial stress intensity factor range ΔK = 11.8 MPa√m. The crack propagation rate (da / dN) and stress intensity factor range (△ K) were calculated from the aN relationship for each of the tested specimens and the relationship between ΔK and da / dN was plotted on the log-log graph. Plots are shown in FIGS. 9 to 17, respectively.

제9도에서는 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도, Q가 1.67~1.70(W·sec/㎣)인 T-1, 2, 3 시험편에 대한 피로균열진전 속도와 응력확대계수 사이의 관계를 나타내었으며, 제10도는 에너지 밀도 Q가 5.22(W·sec/㎣)인 T-4, 5, 제11도는 에너지 밀도 Q가 5.30(W·sec/㎣)인 T-6, 7 그리고 제12도에서는 에너지 밀도, Q가 3.29(W·sec/㎣)인 T-8, 9의 균열 진전 속도를 각각 나타내고 있다.9 shows the relationship between the fatigue crack propagation rate and the stress intensity factor for T-1, 2, and 3 specimens with an energy density, Q of 1.67 to 1.70 (W · sec / ㎣) during laser beam irradiation. FIG. 10 shows T-4, 5 with energy density Q of 5.22 (Wsec / m), and FIG. 11 shows energy density of T-6, 7 and 12 with energy density Q of 5.30 (Wsec / m). And crack growth rates of T-8 and 9, each of which Q is 3.29 (Wsec / cc), are shown.

또한, 제13도에서는 에너지 밀도 Q가 2.62(W·sec/㎣)인 T-10, 제14도에서는 에너지 밀도Q가 3.66(W·sec/㎣)인 T-11, 제15도에서는 에너지 밀도 Q가 3.03(W·sec/㎣)인 T-12, 그리고 제16도에서는 에너지 밀도 Q가 2.81(W·sec/㎣)인 T-13 시험편의 균열진전 속도, 그리고 시험편의 한쪽면만 레이저 빔을 조사하여 에너지 밀도 Q가 2.52(W·sec/㎣)인 T-14 시험편의 피로균열진전 속도와 응력확대계수 사이의 관계를 제17도에 플롯팅하였다.In addition, in Fig. 13, T-10 having an energy density Q of 2.62 (Wsec / cc), in Fig. 14, T-11 having an energy density Q of 3.66 (Wsec / cc), and in Fig. 15, an energy density. T-12 with Q of 3.03 (Wsec / cc) and in Figure 16 crack propagation rate of T-13 specimen with energy density Q of 2.81 (Wsec / cc), and only one side of the specimen The relationship between fatigue crack propagation rate and stress intensity factor of T-14 specimens with energy density Q of 2.52 (W · sec / ㎣) was plotted in FIG. 17.

제18도에서는 각종 레이저 빔 조사재와 및 열화재 및 회복재의 피로균열진전속도를 비교하기 위해 동일한 △K-da/dN선도상에 플롯팅하여 비교하여 보았다. 레이저 빔 조사재 T-1, 2, 3 및 T-10가열화재보다 △K의 전 영역에서 피로균열 진전 속도가 증가됨을 나타내는 반면에 에너지 밀도 Q가 3.29, 5.30(W·sec/㎣)인 레이저 빔 조사재 T-8, 9과 T-6, 7의 피로 균열진전 속도가 가장 지연된 것으로 나타났다. 이는 레이저 빔 조사시 고온의 영향으로 조직의 변화와 경도치의 향상과 이로 인한 압축 잔류 응력의 발생 때문에 피로균열 진전 속도의 지연 효과가 생긴 것으로 사료된다.In FIG. 18, in order to compare fatigue crack propagation rates of various laser beam irradiation materials and degradation and recovery materials, they were plotted and compared on the same ΔK-da / dN diagram. The laser has an energy density Q of 3.29, 5.30 (Wsec / ·), while the fatigue crack propagation rate is increased in the whole area of ΔK than the laser beam irradiator T-1, 2, 3 and T-10. The fatigue crack propagation rates of beam irradiants T-8, 9 and T-6, 7 were found to be the most delayed. This may be due to the effect of high temperature during laser beam irradiation, resulting in delayed fatigue crack propagation rate due to the improvement of tissue change and hardness and the development of compressive residual stress.

또한 템퍼링 취화는 결정립계에 P, Sn, Sb 및 As와 같은 불순물이 입계에 편석되어 결정립의 응집력을 감소시키며, 그중 P가 취화 감수성을 증가시킨다고 발표되어 진다. 그러나 Erhart의 보고에 의하면 결정립계 내의 P의 평균농도는 온도가 증가함에 따라 감소하고, 결정내의 P가 평균농도가 증가한다고 보고하고 있다. 따라서 본 발명에서는 레이저 빔의 고온의 열원을 이용함에 따라 결정립계에 편석된 불순물 P의 농도를 감소시키면서 결정립의 응집력이 증가되었다고 추정된다.In addition, tempering embrittlement has been reported that impurities such as P, Sn, Sb, and As are segregated at grain boundaries to reduce cohesion of grains, of which P increases embrittlement susceptibility. However, Erhart reports that the average concentration of P in the grain boundary decreases with increasing temperature, and the average concentration of P in the crystal increases. Therefore, in the present invention, it is assumed that the cohesion force of the crystal grains is increased while decreasing the concentration of the impurity P segregated at the grain boundary by using a high temperature heat source of the laser beam.

제19도에서는 각각 시험편에 대한 △K-da/dN의 관계로부터 Paris식에 의한 피로균열 진전법칙에서의 상수 m 및 C값을 최소 자승법에 따라 산출하여 나타내었고, 표 4에 결과를 나타내었다.In FIG. 19, constant m and C values of the fatigue crack propagation law by the Paris equation were calculated and calculated according to the least squares method from the relationship of ΔK-da / dN for the test pieces, respectively, and the results are shown in Table 4.

실제 구조물에서 균열이 발생되었을 때 레이저 빔에 의한 영향을 관찰하기 위하여 열화재를 먼저 피로시험하여 균열길이(△a)를 약 3mm 진전시킨 후 레이저 빔을 조사하였다. 이들의 피로시험한 결과를 제20도에 나타내었다. 이때 레이저 빔 조사재 T-15의 흡수에너지 밀도 Q는 5.67(W·sec/㎣)이다.In order to observe the effect of the laser beam when the crack occurred in the actual structure, the degradation material was first fatigue-tested and the crack length (Δa) was advanced about 3 mm, and the laser beam was irradiated. The fatigue test results are shown in FIG. At this time, the absorption energy density Q of the laser beam irradiation material T-15 is 5.67 (Wsec / sec).

제21도에서는 레이저 빔 조사재 T-15와 열화재 및 회복재의 균열진전속도를 비교하기 위하여 동일한 △K-da/dN선도상에 플롯팅하여 나타내어 보았다. 레이저 빔 조사재 T-15의 균열진적 속도가 열화재 및 회복재의 균열진전 속도에 비해 상당히 지연되는 것을 관찰할 수 있으며, 이는 균열이 발생된 부위에서도 적절한 레이저 빔 조사를 할 경우에는 균열의 진전을 지연시키는 효과를 가져올 것으로 사료된다.In FIG. 21, plots are plotted on the same ΔK-da / dN diagram to compare the crack propagation rates of the laser beam irradiator T-15 with the deterioration and recovery materials. It can be observed that the crack propagation speed of the laser beam irradiator T-15 is significantly delayed compared to the crack propagation speed of the deteriorating material and the recovering material. It is thought to have a delaying effect.

이상의 피로균열진전 시험 결과로부터 장기 사용에 의해 열화된 재료에 적절한 레이저 빔을 조사할 경우에는 경도치의 향상과 압축잔류응력에 의한 피로균열진전속도가 지연, 그리고 결정립계 내의 P의 농도감소에 따라 열화 치료가 가능함을 시사한다.In the case of irradiating an appropriate laser beam to a material degraded by long-term use from the fatigue crack growth test results, the degradation treatment is caused by the improvement of hardness value, the delay of fatigue crack growth rate due to compressive residual stress, and the decrease of P concentration in grain boundaries. Suggests that

2¼Cr-1Mo강 열화재의 피로강도 향상을 목적으로 레이저 빔 조사 방법을 이용하여 경도시험, 잔류응력 측정, 금속 조직 관찰 및 피로 균열 진전 시험한 결과 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.In order to improve the fatigue strength of 2¼Cr-1Mo steel deteriorated material, the hardness test, residual stress measurement, metal structure observation, and fatigue crack propagation test using laser beam irradiation method have the following effects.

[표 4]TABLE 4

1) 2¼Cr-1Mo강 레이저 빔 조사시의 에너지 밀도가 약 3~5(W·sec/㎣)인 영역이 최대 경도구역으로 나타났으며, 이때의 피로균열 진전 속도가 가장 지연되었다. 경도치는 모재인 열화재가 약 220Hv이고, 레이저 빔 조사 조건에 따라 경도치는 최고 450-500 Hv으로 약 2.5배 상승되었다.1) The area of energy density of about 3 ~ 5 (W · sec / ㎣) of 2¼Cr-1Mo steel laser beam was shown as the maximum hardness zone, and the fatigue crack propagation speed was delayed the most. The hardness value of the base material was about 220 Hv, and the hardness value was increased by about 2.5 times to 450-500 Hv, depending on the laser beam irradiation conditions.

2) 조직관찰한 결과 장기 사용한 열화재 및 회복재는 베이나이트(Bainite) 및 페라이트(Ferrite)의 형상을 나타내고 있는 반면에 고온의 레이저 빔을 조사할 경우, 표면 경화층이 마르텐사이트(Martensite) 상변태로 인한 압축 잔류응력이 발생과 장시간 사용에 따른 결정입계에 편석된 불순물이 고온의 열원에 의해 확산되는 요인들이 복합적으로 작용하여 피로수명이 연장되었다.2) As a result of histological observation, deterioration and recovery materials used for a long time exhibit the shape of bainite and ferrite, whereas when irradiated with a high-temperature laser beam, the surface hardened layer may become martensite phase transformation. The fatigue life was prolonged due to the combined action of compressive residual stress and diffusion of impurities segregated at the grain boundaries due to long-term use.

Claims (1)

재료가 열화되어 피로강도 저하현상이 유발된 열화재의 피로강도를 향상시키기 위해, 레이저 빔의 고온의 열원을 이용함으로서 표면경화층인 마르텐사이트 상변태로 인한 압축잔류응력의 발생을 야기하고,In order to improve the fatigue strength of the deteriorated material caused by the degradation of the material due to the deterioration of the fatigue strength, the use of a high-temperature heat source of the laser beam causes the generation of compressive residual stress due to the martensite phase transformation of the surface hardening layer, 장기 사용에 따른 결정입계에 편석된 불순물이 고온의 열원에 의해 확산시킴에 의하여 피로수명을 증대하는 것을 특징으로 하는 열화재의 피로강도 치료방법.A method of treating fatigue strength of a deteriorated material, characterized by increasing fatigue life by diffusing impurities segregated at grain boundaries with long-term use by high temperature heat sources.
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Nakane et al. Development of New Design Fatigue Curves in Japan: Discussion of Effect of Surface Finish on Fatigue Strength of Nuclear Component Materials
Yao et al. Laser surface hardening
Ding et al. Effects of Surface Treatment on the Cavitation Erosion–Corrosion Performance of 17-4PH Stainless Steel in Sodium Chloride Solution
Shan et al. Improvement and analysis of fatigue strength for mild steel 20MnCrS5 during carburizing and quenching
Jeong et al. Defect growth characterization in modern rail steels
Ghera et al. Improvement of Cavitation Erosion Resistance of a Low Alloyed Steel 16MnCr5 Through Work Hardening
Wang et al. Effect of postweld treatment on the fatigue crack growth rate of electron-beam-welded AISI 4130 steel
Nishiyama et al. Phosphorus segregation and intergranular embrittlement in thermally aged and neutron irradiated reactor pressure vessel steels
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Crane et al. Fracture toughness of high speed steels
Ennis The creep rupture behaviour and steam oxidation resistance of P92 weldments
Alexander et al. Fracture Properties of Specially Heat-Treated ASTM A508 Class 2 Pressure Vessel Steel
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