KR20130063342A - 전자후방산란회절을 이용한 이상조직강의 상분석 방법 - Google Patents

전자후방산란회절을 이용한 이상조직강의 상분석 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 EBSD를 이용하여 대상 시편의 결정방위를 측정하는 단계; 상기 측정된 결정방위를 바탕으로, 특정 기준값에 따라 미세조직을 구성하는 구조단위를 구분하는 단계; 및 상기 구분된 구조단위 내에 포함되는 다수의 픽셀의 평균 Band Slope(BS) 값을 산출하고, 상기 산출된 평균 BS 값을 상기 다수의 픽셀에 각각 적용하는 단계를 포함하는 EBSD를 이용한 상분석 방법에 관한 것으로, 하나의 구조단위의 일부 영역에서 매우 높은 BS값을 보이더라도, 하나의 구조단위에 포함되는 각각의 픽셀에 하나의 대표 BS 값을 적용시킴으로써, phase 맵에서 하나의 콜로니 단위가 마르텐사이트 및 페라이트로 정의되는 오류를 방지할 수 있다.

Description

ＥＢＳＤ를 이용한 이상조직강의 상분석 방법{Phase Analysis method of Dual Phase Steel Using Electron Back scattered Diffraction}
본 발명은 결정구조가 거의 동일한 2상으로 구성된 이상조직강의 상분석 방법에 관한 것이다.
과거에는 대부분 집합조직에 대한 연구를 할 때 X선 회절을 이용하거나 투과 전자 현미경을 이용하였다.
하지만, X-선 회절법의 경우 측정 시편의 준비나 측정 방법이 비교적 간단하지만 측정 분해능이 수십 마이크론에 이르러, 미세 영역의 방위 결정에는 적합하지 않다.
따라서 미세 조직의 방위 결정을 위해서는 투과전자 현미경을 이용한 전자 회절법이 사용되었다.
그러나 투과 전자 현미경의 경우 시편 준비가 까다로울 뿐 아니라, 홀 주위의 극히 미세한 영역만을 관찰할 수 있기 때문에 재료의 전체적인 특성을 파악하는 데는 어느정도 한계가 있을 수 밖에 없고, 따라서, 이러한 단점을 보완하기 위해 SEM에서 입사빔과 고각을 이루는, 후방으로 산란되는 Kikuchi 회절도형으로 결정 방위를 측정하는 전자후방산란회절(Electron Back Scattered Diffraction, EBSD)법을 활용하게 되었다.
전자후방산란회절(이하, EBSD라 함)을 이용한 분석방법은 일정 시편의 회절 패턴(pattern)을 이용하여 결정상(crystallographic phase)과 결정방위(crystallographic orientation)를 결정하고, 이를 기반으로 시편 미세조직의 형상(morphologic) 정보와 결정학적(crystallographic) 정보를 조합하여 분석하는 방법이다.
도 1a는 전자후방산란회절의 개념을 도시한 개략적인 모식도이고, 도 1b는 EBSD 패턴의 일예를 도시한 사진이다.
도 1a를 참조하면, 주사전자현미경에서 시편을 전자빔의 입사방향과 60° 내지 80°정도의 큰 각도로 기울이면 입사된 전자빔이 시편 내에서 산란되면서 시편 표면 방향으로 회절 패턴이 나타나게 된다.
이를 전자후방산란회절패턴(Electron Back Scattered Diffraction Pattern, EBSP)이라고 하며, 이 패턴은 전자빔이 조사된 영역의 결정방위에 반응하여 재료의 결정 방위를 1° 이내의 정확도로 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 측정부위마다 개별적인 방위를 분석할 수 있으므로, EBSD software를 통해, 측정부위 간의 결정방위 차이를 나타내는 어긋남각(misoridatation angle)을 계산할 수 있고, 미세조직 상에 일정한 간격으로 배열된 측정점에 대한 연속적인 측정을 통해 다양한 정보를 표현할 수 있는 맵(map)과 해당 맵을 구성하는 정보의 히스토그램(histogram)의 표현이 가능하다. EBSD를 통해 얻은 맵에서 해당 맵을 구성하는 최소의 정보단위인 픽셀(pixel)은 측정 시의 미세조직 상에 배열된 각 측정점에 대응하게 된다.
한편, EBSD 측정에서는 측정 영역의 결정방위 뿐 아니라 회절패턴의 양호도를 정량적으로 평가하는 것이 가능하며, 이러한 패턴 양호도를 이용하여 구성한 미세조직의 이미지는 미세조직의 분석에 매우 유용하게 사용할 수 있다.
EBSD를 이용한 상구분 및 분석에서 서로 다른 상은 그 결정구조 차이에 기인한 EBSP 내 밴드들의 대칭 (symmetry) 차이를 이용해 구분 짓게 되는데, 결정구조가 유사한 경우에는 이러한 방식의 상구분이 효과가 없다.
예를 들어, 차량용의 고강도 강판으로 많이 사용되는 이상조직강(dual phase steel)의 경우 경질상인 마르텐사이트와 연질상인 페라이트가 거의 동일한 결정구조를 가지며, 따라서 EBSD 패턴(EBSP)의 대칭을 이용해서는 상구분이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 문제점을 해결하기 위한 것으로, 결정구조가 거의 동일한 2상으로 구성된 이상조직강에서 상구분이 용이한 상분석 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 EBSD를 이용하여 대상 시편의 결정방위를 측정하는 단계; 상기 측정된 결정방위를 바탕으로, 특정 기준값에 따라 미세조직을 구성하는 구조단위(structural unit)를 구분하는 단계; 및 상기 구분된 구조단위 내에 포함되는 다수의 픽셀의 평균 Band Slope(BS) 값을 산출하고, 상기 산출된 평균 BS 값을 상기 다수의 픽셀에 각각 적용하는 단계를 포함하는 EBSD를 이용한 상분석 방법을 제공한다. 여기서 말하는 구조단위는 그 내부에 결정구조 및 해당 결정의 결정방위가 높은 균질성을 가지는, 미세조직을 구성하는 요소로써, 일반적으로는 결정립(grain)의 정의에 가깝다. 그러나 결정립의 정의가 모호한 마르텐사이트의 경우는 앞에서 지칭한 구조단위가 마르텐사이트를 구성하는 개별의 래스(lath)나 패킷(packet), 혹은 블록(block)이 될 수도 있으며, 본 발명에서 설명한 기술을 수행함에 있어서의 편의성에 따라서 임의로 정의 될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 적용된 평균 BS 값을 바탕으로, Band Slope(BS) 히스토그램을 작성하고, 상기 Band Slope(BS) 히스토그램을 바탕으로, 상구분 기준값을 설정하는 단계; 및 상기 상구분 기준값을 바탕으로, phase 맵을 작성하는 단계를 더 포함하는 EBSD를 이용한 상분석 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 Band Slope(BS) 값은 상기 EBSD에 의한 패턴 중의 밴드의 가장자리에서 밝기의 기울기인 것을 특징으로 하는 EBSD를 이용한 상분석 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 대상시편은 이상조직강인 것을 특징으로 하는 EBSD를 이용한 상분석 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 구조단위 구분 기준값은 어긋남각이 1 내지 15° 이상인 것을 특징으로 하는 EBSD를 이용한 상분석 방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 결정구조가 거의 동일한 2상으로 구성된 이상조직강(dual phase steel)에서 상구분이 용이한 상분석 방법을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 이상조직강(dual phase steel)과 같은 결정 격자가 유사한 경우에, 상간 대비만을 뚜렷하게 보여주는 Band Slope(BS) 히스토그램을 이용하여 상구분하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 하나의 구조단위 내의 일부 영역에서 매우 상이한 BS값을 보이더라도, 해당 구조단위에 포함되는 각각의 픽셀에 하나의 대표 BS 값을 적용시킴으로써, phase 맵에서 하나의 구조 단위가 마르텐사이트 및 페라이트로 분리되는 오류를 방지할 수 있다.
도 1a는 전자후방산란회절의 개념을 도시한 개략적인 모식도이고, 도 1b는 EBSD 패턴의 일예를 도시한 사진이다.
도 2a는 EBSD 패턴의 일예를 도시한 사진이며, 도 2b는 도 2a의 I-I선에 따른 밴드 단면에서의 밝기 분포를 도시한 그래프이다.
도 3a는 30% 수준의 마르텐사이트를 함유하는 이상조직강의 BC 맵(map)을 도시한 이미지이고, 도 3b는 30% 수준의 마르텐사이트를 함유하는 이상조직강의 BC 히스토그램(histogram)을 도시한 이미지이며, 도 3c는 30% 수준의 마르텐사이트를 함유하는 이상조직강의 BS 맵(map)을 도시한 이미지이고, 도 3d는 30% 수준의 마르텐사이트를 함유하는 이상조직강의 BS 히스토그램(histogram)을 도시한 이미지이다.
도 4는 본 발명에 따른 EBSD를 이용한 이상조직강의 상분석 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 콜로니의 구분을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 6a는 도 3b의 히스토그램에서 산출된 평균 BC 값을 적용한 이상조직강의 BC 히스토그램(histogram)을 도시한 이미지이며, 도 6b는 도 3d의 히스토그램에서 산출된 평균 BS 값을 적용한 이상조직강의 BS 히스토그램(histogram)을 도시한 이미지이다.
도 7a는 평균 BC 값에 따라 설정된 상구분 기준값을 적용하여 작성된 phase 맵을 도시한 사진이고, 도 7b는 평균 BS 값에 따라 설정된 상구분 기준값을 적용하여 작성된 phase 맵을 도시한 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2a는 EBSD 패턴의 일예를 도시한 사진이며, 도 2b는 도 2a의 I-I선에 따른 밴드 단면에서의 밝기 분포를 도시한 그래프이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 시편을 기울여서 입사 빔이 시편에 큰 각도를 가지고 입사될 수 있게 하여 EBSD 패턴(이하, EBSP라 함)을 얻을 수 있다.
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 도 2a의 I-I선에 따른 밴드 단면에서의 밝기 분포를 이용하는 지표로써, 상술한 바와 같이, Band Contrast (BC)(Image Quality (IQ) 또는 Pattern Quality (PQ)로도 지칭됨)가 있다.
또한, 상기 Band Contrast (BC) 이외의 다른 지표로써, Band Slope(BS)가 있으며, 이는 도 2b에 도시된 바와 같이, 패턴 중의 밴드의 가장자리에서 밝기의 기울기로 평가될 수 있다.
상기 BC 및 BS는 일반적으로 상에 따른 강도 차이를 보이며, 이러한 상간대비(phase contrast)를 이용하여 정량적인 상분석을 수행하는 것이 가능하다.
이때, 상기 BC는 패턴 중 하나의 밴드에서 배경밝기에 대한 밴드 내 최대 밝기의 강도로 이해할 수 있으며, 상기 BS는 가장자리 영역에서 밝기의 구배로 볼 수 있다.
즉, BC가 큰 값을 가짐은 해당 패턴이 밝음을 의미하고, BS가 큰 값을 가짐은 가장 자리가 선명한 밴드로 구성됨을 의미하며, 이는 측정 영역의 결정격자 중의 응력이나 변형 및 전위 등의 격자 결함이 적음을 의미한다.
EBSD를 이용한 상구분 및 분석에서 서로 다른 상은 그 결정구조 차이에 기인한 EBSP 내 밴드들의 대칭 (symmetry) 차이를 이용해 구분 짓게 되는데, 결정구조가 유사한 경우에는 이러한 방식의 상구분이 효과가 없다.
따라서, 기존에 band contrast가 가지는 상간대비를 이용하여 이러한 문제를 해결하고자 하는 시도가 있어왔으나, 그 상간대비 자체가 뚜렷하지 않은 경우가 발생하고, band contrast가 가지는 결정방위 의존성에 의하여 그 효과가 감소하는 경우가 있는 등, 그 효용성이 크지 않았다.
따라서, 본 발명에서는 이상조직강(dual phase steel)과 같은 결정 격자가 유사한 경우에, Band Contrast (BC) 이외의 다른 지표로써, 상술한 바와 같은, Band Slope(BS)를 이용하고자 한다.
도 3a는 30% 수준의 마르텐사이트를 함유하는 이상조직강의 BC 맵(map)을 도시한 이미지이고, 도 3b는 30% 수준의 마르텐사이트를 함유하는 이상조직강의 BC 히스토그램(histogram)을 도시한 이미지이며, 도 3c는 30% 수준의 마르텐사이트를 함유하는 이상조직강의 BS 맵(map)을 도시한 이미지이고, 도 3d는 30% 수준의 마르텐사이트를 함유하는 이상조직강의 BS 히스토그램(histogram)을 도시한 이미지이다. 한편, 상기 맵(map)과 히스토그램(histogram)은 EBSD software를 통해 표현이 가능하다.
도 3a 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 기지를 이루는 페라이트 조직을 통해 볼 수 있듯, BS 맵의 경우 BC 맵에 비하여, 결정방위에 따른 대비가 거의 없음을 알 수 있다.
또한 도 3b 및 도 3d에 도시된 바와 같이, BS 히스토그램의 경우 BC 히스토그램에 비하여, 상간 대비가 훨씬 뚜렷함을 알 수 있다.
일반적으로, 탄소 농도가 낮거나, 동일 탄소 농도에서 마르텐사이트 분율이 높아지면 마르텐사이트 내의 격자 결함이 줄어들고, 따라서 마르텐사이트와 페라이트의 상간 대비 차이는 적어진다.
이 경우, BC 히스토그램의 경우, BS 히스토그램에 비해 상간 대비가 약하기 때문에 두 상의 구분에 약점을 갖게 되고, 또한 결정방위에 의한 대비가 상간 대비와 겹쳐지는 효과로 인하여 상구분이 더욱 힘들어진다.
하지만 BS 히스토그램의 경우, 오직 상간 대비만을 뚜렷하게 보여주기 때문에, 마르텐사이트와 페라이트의 패턴 양호도의 차이가 적어지더라도, 양호하게 상구분이 가능하다.
이상과 같이, 이상조직강(dual phase steel)과 같은 결정 격자가 유사한 경우에는 상간 대비만을 뚜렷하게 보여주는 Band Slope(BS) 히스토그램을 이용하여 상구분하는 것이 보다 유효함을 알 수 있다.
하지만, 전반적으로 낮은 BS값을 보이는 마르텐사이트 조직 내 일부 영역에서도 매우 높은 BS 값이 보이기도 하며, 이는 상분율 측정 시 오류의 원인이 될 수 있다.
즉, 마르텐사이트로 정의되는 하나의 구조단위 내에서, 일부 측정점(혹은 픽셀)이 매우 높은 BS값을 보임으로써, phase 맵에서는 하나의 구조단위가 마르텐사이트 및 페라이트로 분리되는 오류가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 Band Slope(BS) 지표를 이용하여 상구분 함에 있어서, 다음과 같은 방법으로 상구분하는 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 EBSD를 이용한 이상조직강의 상분석 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 먼저, EBSD를 이용하여 대상 시편, 예를 들면 이상조직강의 결정방위를 측정한다(S100).
EBSD를 이용하여 결정 시편의 결정방위를 측정하는 것은 당업계에서 자명한 것이므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 측정된 결정방위를 바탕으로, 구조단위의 구분 기준값에 따라 구조단위를 구분한다(S110). 여기에서 그 기준은 인접한 픽셀간의 방위차, 즉, 어긋남각을 사용하는 것이 가장 타당하지만 이 외의 다른 기준, 예를 들어 인접 픽셀간의 BC 혹은 BS 차이 등을 이용하는 것도 가능하다.
여기서 말하는 구조단위는 그 내부에 결정구조 및 해당 결정의 결정방위가 높은 균질성을 가지는, 미세조직을 구성하는 요소로써, 일반적으로는 결정립(grain)의 정의에 가깝다. 그러나 결정립의 정의가 모호한 마르텐사이트의 경우는 앞에서 지칭한 구조단위가 마르텐사이트를 구성하는 개별의 래스(lath)나 패킷(packet), 혹은 블록(block)이 될 수도 있으며, 본 발명에서 설명한 기술을 수행함에 있어서의 편의성에 따라서 임의로 정의 될 수 있다.
상기 구조단위 구분의 기준값은 인접한 두 픽셀의 결정방위 차이가 특정 기준값 이내이면 해당 픽셀은 같은 구조단위 내에 포함되는 것으로 판단하고, 기준값을 벗어나면 서로 구조단위에 속하는 것으로 판단하는 결정방위 차이 판단의 기준값을 의미하며, 상기 구조단위의 구분 기준값은 픽셀 간 어긋남각이 1 내지 15° 인 것일 수 있다.
다시 설명하면, 주사전자현미경의 전자빔을 일정 간격으로 이동하면서 결정방위를 측정하여 맵을 구성할 때, 인접 측정점 간의 어긋남 각이 1 내지 15 ° 이상에 해당하는 경우 동일 구조단위로, 이를 벗어나는 경우 다른 구조단위로 구분되어 지는 것이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 구조단위의 구분을 설명하기 위한 개략적인 모식도로써, 도 5a에 도시된 바와 같이, 대상 시편은 제1구조단위(100) 및 제2구조단위(200) 등으로 구분될 수 있으며, 이때, 상기 제1구조단위와 상기 제2구조단위의 구분은 그 경계부에서 구분 기준값인 어긋남각이 1 내지 15 ° 이상에 해당하는 경우 동일 구조단위, 이를 벗어나는 경우 다른 구조단위로 구분될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1구조단위 및 제2구조단위 등은 각각 구조단위를 구성하는 다수의 픽셀(210)을 포함하며, 이들 다수의 픽셀은 하나의 어긋남각을 가지는 픽셀경계(220)들에 의해 맵 상에서 정의될 수 있다.
이로써, 상술한 바와 같은 도 3b 및 도 3d의 Band Slope(BS) 맵(map) 및 Band Slope(BS) 히스토그램의 작성이 가능하며, 한편, 상기 Band Slope(BS) 맵(map) 및 Band Slope(BS) 히스토그램은 EBSD software를 통해 작성이 가능한 것이다.
하지만, 상술한 바와 같이, Band Slope(BS) 히스토그램에서는 상간 대비가 뚜렷하여, 이로부터 상구분하는 것이 가능하나, 마르텐사이트로 정의되는 하나의 구조단위 내에서, 일부 영역에서는 매우 높은 BS값을 보임으로써, phase 맵에서는 하나의 구조단위가 마르텐사이트 및 페라이트로 분리되기도 하는 오류가 발생할 수 있다.
따라서, 도 4를 참조하면, 본 발명에서는 상기 구분된 구조단위 내에 포함되는 다수의 픽셀의 평균 BS 값을 산출하고, 상기 산출된 평균 BS 값을 상기 다수의 픽셀에 각각 적용한다(S120).
즉, 도 5a에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 제2구조단위(200) 내에 포함되는 다수의 픽셀(210) 각각의 BS 값(110, 112, 117...)에 대한 평균 BS 값을 산출하고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 산출된 평균 BS 값(131)을 다시 각각의 픽셀에 적용한다.
이로써, 하나의 구조단위에 포함되는 각각의 픽셀은 하나의 대표 BS 값을 갖게 되며, 실제 일부 영역에서는 매우 높은 BS값을 보였더라도, 하나의 구조단위 내에서는 각각의 픽셀이 모두 동일한 대표 BS 값을 갖기 때문에, phase 맵에서 하나의 구조단위가 마르텐사이트 및 페라이트로 분리되는 오류를 방지할 수 있다.
계속해서, 도 4를 참조하면, 상기 적용된 평균 BS 값을 바탕으로, Band Slope(BS) 히스토그램을 작성하고, 상 구분 기준값을 설정한다.(S130).
도 6a는 도 3b의 히스토그램에서 산출된 평균 BC 값을 적용한 이상조직강의 BC 히스토그램(histogram)을 도시한 이미지이며, 도 6b는 도 3d의 히스토그램에서 산출된 평균 BS 값을 적용한 이상조직강의 BS 히스토그램(histogram)을 도시한 이미지이다.
즉, 상기 S120에서, 구분된 구조단위 내에 포함되는 다수의 픽셀의 평균 BS 값을 산출하고, 산출된 평균 BS 값을 다수의 픽셀에 각각 적용한 것과 같이, 구분된 구조단위 내에 포함되는 다수의 픽셀의 평균 BC 값을 산출하고, 산출된 평균 BC 값을 다수의 픽셀에 각각 적용한 이상조직강의 BC 히스토그램이 도 6a에 해당한다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 각 구조단위의 평균 BC 값과 BS 값을 이용해 도 3b 및 도 3d를 재구성하여, 두 상을 구분하기 위한 기준값을 정할 수 있다.
예를 들어, 도 6a의 경우 전체적으로 2원화된 분포를 구분짓는 58 부근의 값을 마르텐사이트 및 페라이트로 구분되는 값으로 정할 수 있고, 도 6b의 경우, 하나의 강한 피크의 경계가 되는 248 부근의 값으로 정할 수 있다.
계속해서, 도 4를 참조하면, 상기 상구분 기준값을 바탕으로, phase 맵을 작성한다(S140).
도 7a는 평균 BC 값에 따라 설정된 상구분 기준값을 적용하여 작성된 phase 맵을 도시한 사진이고, 도 7b는 평균 BS 값에 따라 설정된 상구분 기준값을 적용하여 작성된 phase 맵을 도시한 사진이다.
즉, 상술한 도 6a 및 도 6b의 평균 BC 값과 BS 값을 이용한 각각의 히스토그램을 통해 정해진 상구분 기준값을 바탕으로, 도 7a 및 도 7b의 phase 맵을 작성하였다.
도 7a 및 도 7b를 각각 도 3a 및 도 3c에 비교시, 구조단위의 평균 BC 값 또는 평균 BS 값을 이용하여 맵을 작성한 경우가, 그렇지 않은 경우보다 상구분이 용이함을 알 수 있다.
또한, 도 7a와 도 7b를 비교시, 각 구조단위의 평균 BS 값을 이용하여 phase 맵을 작성한 경우가, 평균 BC 값을 이용하여 작성한 경우보다 상구분이 더 명확함을 알 수 있다.
또한, 동일한 미세조직에 대해, 도 7a에서는 마르텐사이트의 부피분율이 7.7%로 측정되었으나, 도 7b에서는 마르텐사이트의 부피분율이 32.9%로 측정되어, 마르텐사이트의 함유량에 있어서도 훨씬 더 정확한 결과치를 나타내었다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 이상조직강(dual phase steel)과 같은 결정 격자가 유사한 경우에, 상간 대비만을 뚜렷하게 보여주는 Band Slope(BS) 히스토그램을 이용하여 상구분하는 것이 보다 효과적이다.
또한, 하나의 구조단위 내 일부 영역에서 매우 상이한 BS값을 보이더라도, 해당 구조단위를 구성하는 각각의 픽셀에 하나의 대표 BS 값을 적용시킴으로써, phase 맵에서 하나의 구조단위가 마르텐사이트 및 페라이트로 분리되는 오류를 방지할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 제1구조단위 200 : 제2구조단위
210 : 픽셀 220 : 픽셀경계

Claims (5)

  1. EBSD를 이용하여 대상 시편의 결정방위를 측정하는 단계;
    상기 측정된 결정방위를 바탕으로, 특정 기준값에 따라 미세조직을 구성하는 구조단위를 구분하는 단계; 및
    상기 구분된 구조단위 내에 포함되는 다수의 픽셀의 평균 Band Slope(BS) 값을 산출하고, 상기 산출된 평균 BS 값을 상기 다수의 픽셀에 각각 적용하는 단계를 포함하는 EBSD를 이용한 상분석 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적용된 평균 BS 값을 바탕으로, Band Slope(BS) 히스토그램을 작성하고, 상기 Band Slope(BS) 히스토그램을 바탕으로, 상구분 기준값을 설정하는 단계; 및
    상기 상구분 기준값을 바탕으로, phase 맵을 작성하는 단계를 더 포함하는 EBSD를 이용한 상분석 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 Band Slope(BS) 값은 상기 EBSD에 의한 패턴 중의 밴드의 가장자리에서 밝기의 기울기인 것을 특징으로 하는 EBSD를 이용한 상분석 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상시편은 이상조직강인 것을 특징으로 하는 EBSD를 이용한 상분석 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조단위 구분 특정 기준값은 결정립계의 어긋남각이 1 내지 15 °인 것을 특징으로 하는 EBSD를 이용한 상분석 방법.
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