The effects of austenitizing temperature were investigated on the microstructure and mechanical properties of 12\% Cr steel. The distribution of carbides and the change of matrix structure were investigated by using analytical electron microscope. Hardness, tensile and impact tests were carried out to study the variation of mechanical properties. The dissolution behavior of carbides during austenitizing and the corresponding effects on tempering process were discussed by considering tempering resistance, and the microstructural development was correlated with the mechanical properties. The hardness of as-normalized martensite increased with increasing austenitizing temperature up to $1000\,^\circ\!C$ due to the $M_{23}C_6$ carbide dissolution, and then remained almost constant above $1000\,^\circ\!C$. The austenitizing at $900\,^\circ\!C$ showed little secondary hardening, while the austenitizing above $1000\,^\circ\!C$ produced the secondary hardening as a result of the dissolution behavior of $M_{23}C_6$ carbides. During tempering above $600\,^\circ\!C$, the progressive softening was delayed to the higher tempering temperature with increasing austenitizing temperature. Low-temperature austenitizing at $900\,^\circ\!C$ induced the carbide coarsening during subsequent tempering due to the nucleation effect of undissolved $M_{23}C_6$. The large and spheroidized carbides enhanced the dislocation recovery and subgrain growth during further tempering. The complete dissolution of $M_{23}C_6$ above $1000\,^\circ\!C$ caused the fine carbide formation on lath boundaries, which retarded the dislocation recovery and subgrain growth during tempering. The dissolution of NbC above $1100\,^\circ\!C$ enhanced the tempering resistance through reducing the growth rate of $M_{23}C_6$ and increasing the stability of lath morphology. The increase in strength with increasing austenitizing temperature was attributed to the fine carbide distribution and the high dislocation density. As the austenitizing temperature increased, the impact energy markedly reduced, due to the high strength and the large prior austenite grain size.
12\% Cr 강에서 오스테나이트 처리 온도가 미세조직과 기계적 성질에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 오스테나이트 처리 중의 탄화물 용해 거동과 템퍼링 처리 중에 일어나는 연화 과정의 관계를 템퍼링에 대한 저항성을 고려하여 논의하고, 미세조직과 기계적 성질의 관계를 조사하였다. 오스테나이트 처리 중에 $M_{23}C_6$ 탄화물은 950$^\circ$C에서 녹기 시작하여 1000$^\circ$C 이상에서 모두 기지에 고용되었고, 적은 양의 NbC 탄화물은 보다 고온인 1200$^\circ$C에서 완전히 용해되었다. 오스테나이트 처리 온도에 따른 노말라이징상태에서 기지조직의 차이는 관찰되지 않았다. 노말라이징 상태에서 경도는 $M_{23}C_6$ 탄화물의 용해로 인하여 오스테나이트 처리 온도가 높아짐에 따라 증가하다가 1000$^\circ$C 이상에서는 거의 일정하였다. 900$^\circ$C에서 오스테나이트 처리를 한 경우에는 기지에 합금원소가 부족하여 2차 경화가 나타나지 않았으나, 1000$^\circ$C 이상에서 오스테나이트 처리를 하면 $M_{23}C_6$ 탄화물의 용해로 인하여 $400 \sim 550^\circ\!C$의 템퍼링 처리 온도 구간에서 2차 경화가 나타났다. 600$^\circ$C 이상에서 일어나는 연화과정은 오스테나이트 처리 온도가 높을수록 지연되었다. 즉, 오스테나이트 처리 온도가 1000$^\circ$C보다 낮으면 $M_{23}C_6$이 안정하여 잔류 탄화물이 템퍼링 처리 중에 탄화물의 조대화를 일으키고, 크고 구상화된 탄화물은 전위회복과 아결정립의 성장을 촉진하였다. 1000$^\circ$C 이상에서는 $M_{23}C_6$이 완전히 용해되어 기지메 합금원소의 농도가 증가하므로, 템퍼링처리 중에 미세한 탄화물이 래스경계에 석출하였다. 이러한 미세한 탄화물은 전위와 래스경계의 이동을 방해하여 전위회복과 아결정립 성장을 지연시켰다. 보다 고온인 1100$^\circ$C 이상에서는 NbC가 용해되어 템퍼링 처리 중에 $M_{23}C_6$과 lath 조직의 안정성을 증가시킴으로써 템퍼링에 대한 저항성을 증진하였다. 오스테나이트 처리 온도가 높을수록 템퍼링 처리 후의 강도는 증가하고, 연성은 감소하였다. 1000$^\circ$C까지 강도증가는 $M_{23}C_6$이 미세하게 석출하고 전위의 소멸 및 재배열을 지연하기 때문이며, 1100$^\circ$C 이상에서는 NbC의 용해로 인하여 보다 미세한 $M_{23}C_6$이 형성되어 전위회복을 억제함으로써 고밀도의 전위조직을 유지하기 때문에 강도가 더욱 증가하였다. 오스테나이트 처리 온도가 증가함에 따라 템퍼링 처리 후의 충격에너지는 감소하고, 파괴양상은 연성파괴에서 quasi-cleavage 파괴로 변화하였다. 1200$^\circ$C인 경우에 조대한 결정립과 기지의 강도증가로 인하여 입계 취성 파괴가 일어났다.
