KR20220036741A - 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법 및 시스템 - 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.

Description

마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법 및 시스템{Method and system for hardness prediction of martensite steel}
본 발명의 기술적 사상은 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법 및 시스템에 관한 것이다.
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.
일본특허출원번호 제2017-141004호
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 미세조직 이미지를 이용하여 마르텐사이트 강재의 경도를 예측하는 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 의하면, 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 포함할 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마르텐사이트 상 분류부는, 상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭에 따라 상기 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
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.
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.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템(100)을 도시하는 블록도이다.
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.
이미지 취득부(110)는, 상기 마르텐사이트 강재의 마르텐사이트 미세조직 이미지를 취득할 수 있다.
이미지 취득부(110)는, 예를 들어 주사전자현미경(112)을 이용하여 얻은 상기 마르텐사이트 강재의 미세조직 이미지를 취득할 수 있다.
이미지 취득부(110)는, 예를 들어 주사전자현미경(112)을 포함하여 구성함으로써, 상기 주사전자현미경과 직접 연결되어 미세조직 이미지를 직접적으로 전달받을 수 있다.
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.
마르텐사이트 상 분류부(120)는, 상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다.
마르텐사이트 상 분류부(120)는, 예를 들어 상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭에 따라 상기 마르텐사이트 상을 분류할 수 있다.
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.
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.
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.
경도 산출부(130)는, 상기 분류된 마르텐사이트 상의 함량을 기준으로 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 산출할 수 있다.
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.
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.
제1 데이터베이스(122)와 제2 데이터베이스(132)는 별개의 데이터베이스이거나 또는 통합된 데이터베이스일 수 있다.
이와 같이 산출된 상기 마르텐사이트 강재의 경도를 기준으로 상기 마르텐사이트 강재를 분류할 수 있다.
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.
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.
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.
실험예
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.
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.
성분 C Si Mn Al Nb Ni Cr
함량 0.12~0.23 0.1~1.5 0.6~1.6 0.01~0.1 0.02~0.05 0.1~0.5 0.5~1.2
성분 Mo Cu Ti V B P S
함량 0.1~0.5 ~0.3 ~0.03 ~0.01 ~0.01 ~0.02 ~0.005
표 2는 실시예와 비교예의 제어압연 공정 조건 값들을 나타낸다.
공정 재가열온도
(℃)		 압연시작온도
(℃)		 패스당 압하율 재가열온도
(℃)		 냉각속도
(℃/초)
범위 1,100~1200 1000~1150 10%~40% 890~930 5~80
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.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법에서 사용한 마르텐사이트 강재의 미세조직을 나타내는 주사전자현미경 이미지이다.
도 3을 참조하면, 마르텐사이트 강재의 미세조직 이미지가 나타나있다. 상기 미세조직에서 굵은 흑색으로 표시된 영역을 추출하여 마르텐사이트 상을 분류하였다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법에서 사용한 마르텐사이트 강재의 미세조직을 분류하는 방법을 설명하는 개략도이다.
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.
이어서, 라스의 폭이 상대적으로 작은, 예를 들어 0.1 μm ~ 1 μm 이하의 폭을 가지는 경우를 제2 마르텐사이트 상으로 분류하여 "B" 영역으로 지정한다.
이어서, 남은 영역, 또는 라스가 관찰되지 않는 영역을 "C" 영역으로 지정한다.
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.
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.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법에서 사용한 마르텐사이트 강재의 미세조직을 이용하여 산출한 경도 수치가 표시된 주사전자현미경 이미지이다.
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.
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.
100: 마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템,
110: 이미지 취득부,
112: 주사전자현미경,
120: 마르텐사이트 상 분류부,
122: 제1 데이터베이스,
130: 경도 산출부,
132: 제2 데이터베이스,

Claims (11)

  1. 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 포함하는,
    마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마르텐사이트 미세조직 이미지로부터 마르텐사이트 상을 분류하는 단계는, 상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭에 따라 상기 마르텐사이트 상을 분류하는,
    마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    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 수행하는,
    마르텐사이트 강재의 경도 예측 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    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.
  5. 제 3 항에 있어서,
    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.
  6. 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 포함하는,
    마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마르텐사이트 상 분류부는, 상기 마르텐사이트 상의 라스의 폭에 따라 상기 마르텐사이트 상을 분류하는,
    마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    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 분류하는,
    마르텐사이트 강재의 경도 예측 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    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.
  10. 제 6 항에 있어서,
    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.
  11. 제 6 항에 있어서,
    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.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4671959B2 (ja) * 2003-12-19 2011-04-20 新日本製鐵株式会社 低温靱性に優れた超高強度ラインパイプ用鋼板及び鋼管並びにそれらの製造方法
JP5605310B2 (ja) * 2011-06-07 2014-10-15 新日鐵住金株式会社 鋼材および衝撃吸収部材
JP6142837B2 (ja) * 2014-04-15 2017-06-07 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト相とマルテンサイト相の２相からなる組織を有するステンレス鋼
KR20170141004A (ko) 2016-06-14 2017-12-22 고영수 다육식물을 응용한 이동형 화분
JP2018527457A (ja) * 2015-07-09 2018-09-20 アルセロールミタル プレス焼入れ用の鋼およびそのような鋼材から製造されたプレス焼入れ部品

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4671959B2 (ja) * 2003-12-19 2011-04-20 新日本製鐵株式会社 低温靱性に優れた超高強度ラインパイプ用鋼板及び鋼管並びにそれらの製造方法
JP5605310B2 (ja) * 2011-06-07 2014-10-15 新日鐵住金株式会社 鋼材および衝撃吸収部材
JP6142837B2 (ja) * 2014-04-15 2017-06-07 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト相とマルテンサイト相の２相からなる組織を有するステンレス鋼
JP2018527457A (ja) * 2015-07-09 2018-09-20 アルセロールミタル プレス焼入れ用の鋼およびそのような鋼材から製造されたプレス焼入れ部品
KR20170141004A (ko) 2016-06-14 2017-12-22 고영수 다육식물을 응용한 이동형 화분

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