전자 후방 산란 회절(EBSD) 및 미세 경도(HV_0.025) 분석을 사용하여 질소-수소 혼합 분위기 열처리가 12Cr 페라이트-마르텐사이트 강의 미세 조직 및 성능에 미치는 영향을 연구하였다. 결과는 열처리 후 질소 침투로 인해 관재 표면 조직이 변화하였고, 표면 근처에 다량의 마르텐사이트 조직이 형성되었으며, 질소 확산 거리가 증가함에 따라 감소하는 것을 나타냈다. 질화층은 관재 표면 경도를 증가시켰으며, 미세 경도 분석 결과 표면에서 20 μm 떨어진 지점의 경도 값은 368HV_0.025였다. 이후 냉간 가공 변형 과정에서 관재 표면에 횡방향 균열이 발생하였다. 열역학 데이터베이스 TCFE11 및 동역학 데이터베이스 MOBFE6를 기반으로 열처리 시간과 경계면에서 모재 내 질소 확산 거리에 대한 열역학 모델을 구축하여 질소 함량과 거리 변화 관계를 연구한 결과, 확산 거리가 증가함에 따라 질소 함량이 점차 감소하고 70 μm 이후 감소 추세가 둔화되는 것으로 나타났다. 12Cr 페라이트-마르텐사이트 강의 미세 조직 및 성능에 미치는 질소 침투 영향을 연구하여, 관재를 수소 보호 가스 분위기 하에서 860 ℃까지 승온 후 1시간 보온하고 송풍 냉각하는 어닐링 공정을 수립하였으며, 생산 검증 결과 해당 열처리 조건에서 관재 표면 경도는 약 210HV_0.025로 냉간 가공 성능 요구를 충족함을 확인하였다.

페라이트-마르텐사이트 강; 질화; 미세 조직; 성능