Ultrasonic parameters such as velocity and attenuation, microstructure, and hardness (HRC) in steel casting (as-cast, normalized and tempered state) have been studied in order to find the relationship between those.
The carbon segregation was severe in the upper region of steel casting (Gr-C, AAR Spec.) in the as-cast state where the riser was attached. This macro-segregation was not removed by the normalization and tempering due to diffusion of carbon elements, and the size, shape, and distribution of ferritic grains were ununiform and irregular, also after heat treatment. However, the size of ferritic grain was reduced about one-tenth as small as that in the as-cast state.
The functional dependence of attenuation on the frequency ($\alpha=af^n (db/mm)$ a=0.1123, n=1.12) in the normalized and tempered state showed that the attenuation was mainly dependent on the hysteresis loss due to dislocation damping, atomic relaxation, or magnetic effects, rather than Rayleigh scattering. Ultrasonicity was observed to increase with percentage of ferritese the degree of equi-axed state of ferritic grain was viewed increase with the amount of ferrite, and so caused to increase elastic modulus. At the fixed frequency (14.1MHz, 15.7 MHz), ultrasonic velocity was observed to increase with the attenuation of ultrasound. It may be thought that the hysteresis loss is the elastic modulus, so does the ultrasonic velocity.
본 논문은 주물상태와 열처리(normalized and tempered)상태에서 주강의 미세구조, 경도(HRC), 초음파 속도와 감쇄계수가 고찰되어 그들 사이의 관계를 규정하고자 했다.
주물상태(as-cast)에서, 라이저(Riser)가 부착되어 있는 주강(Gr-C, AAR Spec.)의 윗부분에서 탄소편석(Carbon segregation)이 심했으며, 이 편석은 열처리(normalization and tempering)에 의해 탄소의 확산에 기인하여 제거되지 않았으며, 결정(ferritic grain)의 크기, 형상, 분포는 열처리 후에도 역시 불균일하고 불규칙했다. 그렇지만, 결정(ferritic grain)의 크기는 주물상태(as-cast)에 비해 약 1/10배로 감소되었다.
열처리(normalized and tempered)상태에서 감쇄 계수와 주파수 사이의 함수관계(α=$af^n$(db/mm), a=0.1123, n=1.12)는 감쇄계수가 레일리 산란(Rayleigh scattering)보다는 전위 감쇄(dislocation damping), 원자간 이완(atomic relaxation), 자기효과(magnetic effect) 등에 기인한 히스테리시스손실(hysteresis loss)에 의해 주로 영향받고 있음을 보여주었다.
결정(ferritic grain)의 등축상태도가 페라이트(ferrite)의 양에 따라 증가하는 것으로 관찰되었고, 이것은 탄성계수를 증가시키는 원인이 되므로, 초음파 속도는 페라이트의 백분율에 따라 증가하는 것으로 관찰되었다.
고정주파수(14.1MHZ 또는 15.7MHZ)에서 초음파 속도는 감쇄계수에 따라 증가하는 것으로 관찰되었는데, 히스테리시스 손실이 탄성계수에 영향을 주고, 따라서 초음파 속도에 영향을 주고 있다고 생각된다.
그렇지만, 경도(HRC)와 폐라이트의 백분율, 경도와 초음파 매개 변수사이의 관계에서는 어떤 영향이 관찰되지 못했다.