자동차에서 강도와 정밀도의 높은 신뢰성이 요구되는 Gear와 Shaft등 의 많은 경우에는 현재 침탄열처리가 주로 적용되고 있지만, 열처리변형 의 저감을 통한 소음진동의 개선을 목적으로 질화포텐셜(Kn) 제어 질화 열처리가 주목받고 있다. 이에 자동차의 자동변속기 부품인 Annulus Gear를 대상으로 질화공정 에서 질화포텐셜(Kn)과 온도의 변화에 따른 화합물층의 상(phase) 형성에 대한 실험과 분석을 실시하였다. 본 실험의 분석은 비커스경도계를 이용하여 질화층의 단면경도를 측정 하였고, ...
자동차에서 강도와 정밀도의 높은 신뢰성이 요구되는 Gear와 Shaft등 의 많은 경우에는 현재 침탄열처리가 주로 적용되고 있지만, 열처리변형 의 저감을 통한 소음진동의 개선을 목적으로 질화포텐셜(Kn) 제어 질화 열처리가 주목받고 있다. 이에 자동차의 자동변속기 부품인 Annulus Gear를 대상으로 질화공정 에서 질화포텐셜(Kn)과 온도의 변화에 따른 화합물층의 상(phase) 형성에 대한 실험과 분석을 실시하였다. 본 실험의 분석은 비커스경도계를 이용하여 질화층의 단면경도를 측정 하였고, 광학현미경을 이용하여 화합물층의 두께와 상태를 확인하였다. 또한 화합물층의 상(phase)을 분석하기 위하여 XRD분석을 실시하였고, 상(phase)의 분포를 정확하게 알기위하여 550℃에서 Kn을 변경하면서 처 리한 시편에 대해 EBSD 분석을 실시하였다. 실험결과 화합물층의 두께는 질화포텐셜(Kn)과 온도가 증가함에 따라 증가하는 것과, 화합물층 직하의 단면경도는 화합물층이 정상적으로 생성 된 상태에서는 질화포텐셜(Kn)과 온도에 무관하게 거의 일정하다는 것을 확인하였고, 질화포텐셜(Kn)의 제어에 의해 최표면 측에 ε상이 형성되지 않은 γ′상의 화합물층을 얻을 수 있었다. 또한 화합물층과 확산층에서는 미세한 ε상과 γ′상이 확인되었고, 질 화포텐셜(Kn)이 높은 경우에는 화합물층 내에서 조대한 ε상이 관찰되었 다. 이러한 결과들을 종합하여 볼 때, 본 실험에 사용된 SCr420H 강종은 순철에 대한 레러 상태도(Lehrer Diagram)의 상 경계보다 α상과 γ′상 의 경계는 높은 Kn측으로, γ′상과 ε상의 경계는 낮은 Kn측으로 이동하 는 것으로 판단된다. 본 실험에서 질화포텐셜(Kn)의 제어에 의해 얻을 수 있었던 γ′상은 ε상에 비하여 인성이 좋으므로 경하중 마모에 대한 내구성을 개선할 수 있을 것으로 판단되며, 향후 열처리 변형이 문제가 되는 기계부품에 보다 많이 적용 될 것으로 기대된다.
자동차에서 강도와 정밀도의 높은 신뢰성이 요구되는 Gear와 Shaft등 의 많은 경우에는 현재 침탄열처리가 주로 적용되고 있지만, 열처리변형 의 저감을 통한 소음진동의 개선을 목적으로 질화포텐셜(Kn) 제어 질화 열처리가 주목받고 있다. 이에 자동차의 자동변속기 부품인 Annulus Gear를 대상으로 질화공정 에서 질화포텐셜(Kn)과 온도의 변화에 따른 화합물층의 상(phase) 형성에 대한 실험과 분석을 실시하였다. 본 실험의 분석은 비커스경도계를 이용하여 질화층의 단면경도를 측정 하였고, 광학현미경을 이용하여 화합물층의 두께와 상태를 확인하였다. 또한 화합물층의 상(phase)을 분석하기 위하여 XRD분석을 실시하였고, 상(phase)의 분포를 정확하게 알기위하여 550℃에서 Kn을 변경하면서 처 리한 시편에 대해 EBSD 분석을 실시하였다. 실험결과 화합물층의 두께는 질화포텐셜(Kn)과 온도가 증가함에 따라 증가하는 것과, 화합물층 직하의 단면경도는 화합물층이 정상적으로 생성 된 상태에서는 질화포텐셜(Kn)과 온도에 무관하게 거의 일정하다는 것을 확인하였고, 질화포텐셜(Kn)의 제어에 의해 최표면 측에 ε상이 형성되지 않은 γ′상의 화합물층을 얻을 수 있었다. 또한 화합물층과 확산층에서는 미세한 ε상과 γ′상이 확인되었고, 질 화포텐셜(Kn)이 높은 경우에는 화합물층 내에서 조대한 ε상이 관찰되었 다. 이러한 결과들을 종합하여 볼 때, 본 실험에 사용된 SCr420H 강종은 순철에 대한 레러 상태도(Lehrer Diagram)의 상 경계보다 α상과 γ′상 의 경계는 높은 Kn측으로, γ′상과 ε상의 경계는 낮은 Kn측으로 이동하 는 것으로 판단된다. 본 실험에서 질화포텐셜(Kn)의 제어에 의해 얻을 수 있었던 γ′상은 ε상에 비하여 인성이 좋으므로 경하중 마모에 대한 내구성을 개선할 수 있을 것으로 판단되며, 향후 열처리 변형이 문제가 되는 기계부품에 보다 많이 적용 될 것으로 기대된다.
In many cases such as gear and shaft, where they require a high degree of reliability on the intensity and precision in the car, the use of the carburization heat treatment is currently being applied. However, the nitriding potential(Kn) controlled nitriding process, which is aim at ...
In many cases such as gear and shaft, where they require a high degree of reliability on the intensity and precision in the car, the use of the carburization heat treatment is currently being applied. However, the nitriding potential(Kn) controlled nitriding process, which is aim at correcting noise and vibration by reducing the heat treatment distortion, is in spotlight. Accordingly, annulus gear, component of automatic transmission, is experimented and analyzed on the phase formation of compound layer by changing the nitriding potential(Kn) and temperature of gas nitriding process. In this analysis and experiment, Vickers hardness tester is used to measure the hardness of a nitride layer and optical microscope is used to check the thickness and condition of the compound layer. XRD is used to analyze the phase of compound layer. And additionally, to find out the distribution of phase exactly, EBSD is used to analyze the phase of compound layer of test piece on changing the Kn at 550℃. As a result of experiment, thickness of compound layer increases as the nitriding potential(Kn) increases. When the compound layer is formed normally, the hardness of the layer's cross section is constant regardless of the nitriding potential(Kn) and temperature. By the control of the nitriding potential(Kn), compound layer of γ′ phase is obtained without the formation of an ε phase. Moreover, in the compound layer and the diffusion zone, the fine ε and γ′ phases are confirmed. And when the degree of nitriding potential(Kn) is high, coarse ε phase is obtained within the compound layer on the surface. To sum up, it is assumed that for the used SCr420H steel, boundary between α and γ′ phase moves into high Kn and that between γ′ and ε phase moves into low Kn, more than Lehrer Diagram of pure iron Since toughness of γ′ phase, obtained by the nitriding potential(Kn) controlled, is better than that of ε phase, it is expected that durability against light load abrasion will be improved and application to the mechanical parts, which have problem of heat treatment distortion, will increase.
In many cases such as gear and shaft, where they require a high degree of reliability on the intensity and precision in the car, the use of the carburization heat treatment is currently being applied. However, the nitriding potential(Kn) controlled nitriding process, which is aim at correcting noise and vibration by reducing the heat treatment distortion, is in spotlight. Accordingly, annulus gear, component of automatic transmission, is experimented and analyzed on the phase formation of compound layer by changing the nitriding potential(Kn) and temperature of gas nitriding process. In this analysis and experiment, Vickers hardness tester is used to measure the hardness of a nitride layer and optical microscope is used to check the thickness and condition of the compound layer. XRD is used to analyze the phase of compound layer. And additionally, to find out the distribution of phase exactly, EBSD is used to analyze the phase of compound layer of test piece on changing the Kn at 550℃. As a result of experiment, thickness of compound layer increases as the nitriding potential(Kn) increases. When the compound layer is formed normally, the hardness of the layer's cross section is constant regardless of the nitriding potential(Kn) and temperature. By the control of the nitriding potential(Kn), compound layer of γ′ phase is obtained without the formation of an ε phase. Moreover, in the compound layer and the diffusion zone, the fine ε and γ′ phases are confirmed. And when the degree of nitriding potential(Kn) is high, coarse ε phase is obtained within the compound layer on the surface. To sum up, it is assumed that for the used SCr420H steel, boundary between α and γ′ phase moves into high Kn and that between γ′ and ε phase moves into low Kn, more than Lehrer Diagram of pure iron Since toughness of γ′ phase, obtained by the nitriding potential(Kn) controlled, is better than that of ε phase, it is expected that durability against light load abrasion will be improved and application to the mechanical parts, which have problem of heat treatment distortion, will increase.
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