The effect of austenitizing temperature and tempering condition on the plane strain fracture toughness $K_{IC}$ and tensile properties was studied for the as-quenched specimens after austenitized at the temperature range of 870℃ - 1200℃.
In the as-quenched condition, plane strain fracture toughness measurements exhibited approximate 70% increase in $K_{IC}$ values without significant loss in strength for specimens austenitized at 1200℃ compared to those austenitized at 870℃.
The specimens tempered at various temperatures after anstenitized at 1200℃ showed, in general, higher $K_{IC}$ values than those tempered at the same temperatures after austenitized at 870℃.
However, the former showed severer decrease in $K_{IC}$ compared to the latter when tempered at 300℃.
Under constant austenitizing temperature, the smaller grain size led to increase in toughness, on the other hand, in the case of same austenite grain size, toughness value was significantly increased by the higher austenitizing temperature.
The results above were discussed in terms of impurity segregation to prior austenite grain boundary in connection with fracture surface topography and concluded that the enhancement in $K_{IC}$ value by high temperature austenitization was attributed to a reduction in the impurity segregation at the grain boundary in comparison with conventional austenitizing treatment.
구조용 저합금강의 하나인 AISI 4340강에 대한 파괴인성을 조사하기 위해 870℃ - 1200℃에서 용체화처리하여 유냉한 시편과 870℃, 1200℃에서 용체화처리 후 200℃ ~ 350℃ 범위의 온도에서 tempering한 시편에 대해서 파인성과 인장특성에 대한 용체화처리 온도의 영향을 조사하였다.
유냉한 상태에서 1200℃에서 용체화처리한 시편은 870℃에서 용체화처리한 시편과 비교해서 강도는 큰 감소가 없었으나 파괴인성은 거의 70%의 증가를 보여 주었다.
tempering했을 경우는 1200℃ 용체화처리한 시편들이 870℃에서 용체화처리한 시편들 보다 본 연구에서 행한 모든 tempering 온도에서 높은 파괴인성 값을 보여 주었으며 300℃에서 tempering할 때 전자가 훨씬 큰 temper embrittlement의 감수성을 보여 주었다.
일정한 결정립자 크기의 조건에서는 용체화처리 온도가 높을수록 일정한 용체화처리 온도에서는 결정립자가 적을수록 높은 파괴인성 값을 보였다.
이러한 결과들에서 AISI 4340강의 파괴인성에 불순물의 편석현상이 큰 영향을 주고 있다는 것을 알 수 있었으며 특히 고온용체화처리로서 불순물 편석을 줄여 파괴인성값 $K_{IC}$를 높일 수 있었다.
