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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김용석
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수8
이 논문의 연구 히스토리 (7)
2016
2015
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우수한 마멸저항성이 요구되는 산업에는 고탄소강이 주로 쓰이고, 고탄소강의 용이한 가공을 위해서는 인성과 연성이 필요하다. 이러한 인성과 연성은 미세조직 내의 시멘타이트를 구상화하여 얻을 수 있지만, 미세조직 내의 시멘타이트를 구상화하면 경도 감소가 일어나고, 이는 곧 마멸저항성의 감소로 이어질 수 있다. 철강 재료의 마멸저항성은 경도를 따라가는 것이 일반적이나, 재료의 마멸저항성에 영향을 미치는 인자 중에는 재료의 경도 외에도 미세조직, 합금원소 등이 있음이 밝혀지고 있다. 그러므로 구상 조직을 갖는 고탄소강의 미끄럼 마멸 연구가 필요하다고 생각되어 본 연구를 수행하였다.
본 연구는 고탄소강의 미세조직 내 시멘타이트 형상과 페라이트 기지 조직이 미끄럼마멸 저항성에 미치는 영향을 규명하는 목적으로 수행되었다. 1 wt.% C 탄소강을 각기 다른 조건으로 열처리 하여, 100 % 펄라이트(pearlite) 조직과 마르텐사이트(martensite) 조직을 얻었다. 펄라이트 조직은 700 ?C에서 12, 24, 48, 100 시간 동안 구상화 열처리를 하였고, 마르텐사이트 조직은 650 ?C에서 30 분, 1, 3 시간 동안 템퍼링을 실시하여 시멘타이트를 구상화시켰다. 미끄럼마멸 시험은 pin-on-disk 시험기를 이용하여, 1 wt.% C 탄소강 시편을 디스크(disk)로, 상대재인 핀(pin)으로는 알루미나(Al2O3) 볼을 사용하였다. 마멸시험은 상온 대기중에서 습도를 40±2 %로 유지하고, 미끄럼 거리 300 m, 적용 하중 100 N, 미끄럼 속도 0.1 m/s, 마멸 트랙 반경 9 mm 의 조건으로 수행되었다.
미끄럼 마멸 시험결과, 구상화 열처리 시간과 템퍼링 시간이 길어질수록 조직 내 시멘타이트가 구형화 되었고, 미끄럼 마멸 저항성이 감소하였다. 구상화 펄라이트군의 시편들이 템퍼드 마르텐사이트 시편군 보다 경도는 낮지만 비슷한 마멸속도를 나타내, 층상 펄라이트 조직을 구상화한 조직이 마르텐사이트 조직을 템퍼링하여 얻은 조직보자 경도 대비 마멸저항성이 높음을 보였다. 두 조직 간의 미끄럼 마멸 특성 차이를 분석하기 위해 미끄럼마멸 시험 후 마멸단면을 SEM으로 관찰하고, 마멸단면 직하의 깊이에 따른 미소 경도를 측정하여 구상화 펄라이트 조직이 변형과 가공경화에 에너지를 소비함으로써 높은 마멸저항성을 보임을 밝혔다. 또한 마멸단면 관찰 결과, 템퍼드 마르텐사이트 조직의 기지 페라이트에서 균열 성장이 활발하게 나타나, 두 조직의 기지 페라이트에 차이가 있음을 보았고, 이를 시멘타이트 부피분율과 3-body 연삭마멸면 관찰을 통해 밝혔다.
본 연구는 고탄소강의 미세조직 내 시멘타이트 형상과 페라이트 기지 조직이 미끄럼마멸 저항성에 미치는 영향을 규명하는 목적으로 수행되었다. 1 wt.% C 탄소강을 각기 다른 조건으로 열처리 하여, 100 % 펄라이트(pearlite) 조직과 마르텐사이트(martensite) 조직을 얻었다. 펄라이트 조직은 700 ?C에서 12, 24, 48, 100 시간 동안 구상화 열처리를 하였고, 마르텐사이트 조직은 650 ?C에서 30 분, 1, 3 시간 동안 템퍼링을 실시하여 시멘타이트를 구상화시켰다. 미끄럼마멸 시험은 pin-on-disk 시험기를 이용하여, 1 wt.% C 탄소강 시편을 디스크(disk)로, 상대재인 핀(pin)으로는 알루미나(Al2O3) 볼을 사용하였다. 마멸시험은 상온 대기중에서 습도를 40±2 %로 유지하고, 미끄럼 거리 300 m, 적용 하중 100 N, 미끄럼 속도 0.1 m/s, 마멸 트랙 반경 9 mm 의 조건으로 수행되었다.
미끄럼 마멸 시험결과, 구상화 열처리 시간과 템퍼링 시간이 길어질수록 조직 내 시멘타이트가 구형화 되었고, 미끄럼 마멸 저항성이 감소하였다. 구상화 펄라이트군의 시편들이 템퍼드 마르텐사이트 시편군 보다 경도는 낮지만 비슷한 마멸속도를 나타내, 층상 펄라이트 조직을 구상화한 조직이 마르텐사이트 조직을 템퍼링하여 얻은 조직보자 경도 대비 마멸저항성이 높음을 보였다. 두 조직 간의 미끄럼 마멸 특성 차이를 분석하기 위해 미끄럼마멸 시험 후 마멸단면을 SEM으로 관찰하고, 마멸단면 직하의 깊이에 따른 미소 경도를 측정하여 구상화 펄라이트 조직이 변형과 가공경화에 에너지를 소비함으로써 높은 마멸저항성을 보임을 밝혔다. 또한 마멸단면 관찰 결과, 템퍼드 마르텐사이트 조직의 기지 페라이트에서 균열 성장이 활발하게 나타나, 두 조직의 기지 페라이트에 차이가 있음을 보았고, 이를 시멘타이트 부피분율과 3-body 연삭마멸면 관찰을 통해 밝혔다.
목차
List of figures ⅲList of tables ⅵ국 문 요 약 ⅶ제 1 장 서 론 1제 2 장 연구 방법 32.1. 시험소재 32.2. 미끄럼 마멸 시험과 마멸시편 분석 6제 3 장 연구 결과 및 분석 93.1. 미세조직과 경도 93.2. 미끄럼 마멸속도 133.3. 가공경화능과 변형층 163.4. 마멸입자 크기 분포 203.5. 미끄럼 초기의 마멸 거동 233.6. 기지 페라이트 조직 내의 균열 성장 거동 263.7. 기지 페라이트 조직의 차이 293.8. 층상 조직의 영향 34제 4 장 결 론 40제 5 장 참고문헌 42Abstract 46감사의 글 48
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