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문제 정의
- 이때, 와이어 공급 속도와 분말 공급량을 변화시킴으로써 오버레이층의 합금원소량을 변화시켰다. 이렇게 제작된 오버 레이 층들의 기계적 특성(경도, 비마모량) 및 미세 조직을 관찰하여 미세 조직이 오버레이층의 기계적 특성에 미치는 영향을 검토하였다.
제안 방법
- 혼합가스를사용하는 MAG용접법을 이용하였으며, YGW11 와이어를 용가재로 하고 외부 노즐을 통해 분말을 공급하여 오버레이층을 제작하였다. 오버레이 용접후 미세조직 관찰, 상 및 성분 분석 , 그리고 기계적 특성 (경도및 마모시험)을 조사하였다.
- 오버레이층을 제작하였다. 오버레이 용접후 미세조직 관찰, 상 및 성분 분석 , 그리고 기계적 특성 (경도및 마모시험)을 조사하였다.
- 용접전 모재 표면을 연마하여 산화층을 제거한 후 1 패스의 오버레이층을 형성시켰다. 본 연구에서 복합분말과 함께 오버레이층 성분으로 사용된 용접 와이어는 직경 1.
- 본 연구에서는 오버레이층 제작시 용접변수를 와이어 공급속도와 분말 공급량으로 하였다. 이를 Table 2 에 나타내었다.
- 용접시 전압(34V), 용접속도(10cm /min), 보호가스 혼합비(Ar:(0 = 9:l). 그리고 평균전류(290A)를 일정하게 하여 입열량을 동일하게 하였으며 와이어 공급속도를 100, 140, 그리고 180in /min으로 변화시켰다. 또한 각각의 와이어 공급속도에서 분말 공급량을 30, 50.
- 또한 각각의 와이어 공급속도에서 분말 공급량을 30, 50. 70, 그리고 90 g/min으로변화시켜 오버레이층을 제작하였으며 시험편의 번호를와이 어 공급속도-분말공급량으로 표시 하였다.
- 오버레이층의 미세조직은 오버레이층의 표면을 2mm 제거한 후 0.3四의 알루미나 분말로 연마하고,연마면을 부식액(HC1, HNO3, 글리세린을 2:1:3으로혼합)으로 40초 동안 에칭한 후 광학현미경으로 관찰하였다.
- 오버레이층의 미세조직에서 관찰된 탄화물의 성분분석을 위해 EPMA(Eletron Probe Micro. Analyser)면 분석을 행하였다. 또한, 오버레이층의 상 분석을 위해 모재를 제거한 후 오버레이층에 대해 X-선 회절시험을 행하였다.
- Analyser)면 분석을 행하였다. 또한, 오버레이층의 상 분석을 위해 모재를 제거한 후 오버레이층에 대해 X-선 회절시험을 행하였다. X-선 회절시험은 Cu target.
- 오버레이층의 경도 특성을 조사하기 위해 미세조직을 관찰한 면을 로크웰 경도시험기를 이용하여 측정하였다. 이때 측정하중은 150kgf로 일정하게 하였으며 5 회 측정한 값의 평균값을 경도값으로 하였다.
- 이때 측정하중은 150kgf로 일정하게 하였으며 5 회 측정한 값의 평균값을 경도값으로 하였다. 오버레이층의 마모 특성은 大越式 마모시험기를 이용 하였으며 시험 면은 미세 조직관찰, 경도 측정면과 동일한 면에 서행하였다. 상대재로는 직경 48.
- 본 연구에서는 MAG 용접에서 많이 사용되는YGWll 와이어를 용가재로 사용하고, 직접 제작한 고 크롬계 복합분말(Cr-C-Mo-Mn-NbC)을 외부 노즐을 통하여 공급함으로써, 고크롬 철계 오버레이 층을 제작하였으며, 오버레이층의 미세조직 관찰, 성분 및 상 분석 . 그리고 기계적 특성(경도, 비마모량)을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
대상 데이터
- 따라서 . 본 연구에서는 일반적으로 MAG 용접에서 많이 사용되는 YGW11 와이어를 용가재로 사용하고, 직접 제작한 복합분말(Cr-C-Mo-Mn-NbC)을 외부 노즐을 통하여 공급하여 오버레이층을 제작하였다. 이때, 와이어 공급 속도와 분말 공급량을 변화시킴으로써 오버레이층의 합금원소량을 변화시켰다.
- 본 연구에서 사용된 모재와 용가재(용접 와이어와 복합 분말)의 화학 조성은 Table 1에 나타내었다. 모재는 일반구조용 압연강재로 사용되는 SS400강을 (20)Tx(50)Wx(150)L(mm) 크기로 절단하여 용접하였다.
- 모재는 일반구조용 압연강재로 사용되는 SS400강을 (20)Tx(50)Wx(150)L(mm) 크기로 절단하여 용접하였다.
- 오버레이층을 형성시켰다. 본 연구에서 복합분말과 함께 오버레이층 성분으로 사용된 용접 와이어는 직경 1.6mm의 JIS-YGW11 을 사용하였으며, 복합분말은 혼합한 후 볼밀을 행하여 제작하였다.
- 서론에서 언급한 바와 같이 본 연구에서는 오버레이층의 성분으로 YGW11 와이어를 사용하였으며 외부노즐을 통해 토치 앞쪽에서 복합 분말을 공급하였다.
- 오버레이층의 마모 특성은 大越式 마모시험기를 이용 하였으며 시험 면은 미세 조직관찰, 경도 측정면과 동일한 면에 서행하였다. 상대재로는 직경 48.8mm, 두께 2mm의 회전원판(SUJ2, Hv 750)을 사용하였으며 이때 하중은 30N, 마모거리는 1000m로 하였다.
성능/효과
- 3에는 100-30 및 100-90 시편의 XRD 분석결과를 나타내었다. 분석 결과, NbC와 의 peak 를 확인할 수 있었으며 사각형의 작은 입자는 NbC, a 상내에 생성된 탄화물은 임을 알 수 있었다. 또한, 분말 공급량이 증가함에 따라 NbC와 의 피크강도가 증가하는 것을 확인할 수 있다.
- 분석 결과, NbC와 의 peak 를 확인할 수 있었으며 사각형의 작은 입자는 NbC, a 상내에 생성된 탄화물은 임을 알 수 있었다. 또한, 분말 공급량이 증가함에 따라 NbC와 의 피크강도가 증가하는 것을 확인할 수 있다.
- 이것은 용접 변수(분말 공급량과 와이어 공급속도) 의 변화에 따라 오버레이층을 형성하는 와이어와 분말량의 비가 변화하기 때문이다. 즉, 분말 공급량의 증가와 와이어 공급속도의 감소에 따라 와이어 공급량에 대한 분말의 공급량이 상대적으로 증가하게 되며, 이로인해 Fig. 1의 미세조직에서 관찰할 수 있었던 것처럼 Y영역의 감소, a와 영역의 증가, NbC의 증가, 그리고 조직이 미세해지면서 결과적으로 오버레이층의경도가 증가했다고 판단된다.
- 6에 나타내었다. 경도가 증가함에 따라 비마모량이 감소하는 것을 관찰할 수 있으며 , 이것은 와이어 공급속도의 감소와 분말 공급량의 증가에 따라 와이어 공급량에 대한 분말의 공급량이 상대적으로 증가하게 되며 이로 인해 Fig. 1의 미세조직에서 관찰할 수 있었던 것처럼 7영역의 감소, a와 M3C영역의 증가, NbC의 증가, 그리고조직이 미세해지면서 결과적으로 오버레이층의 경도는 증가하게 되고, 비마모량은 감소하게 된다고 판단된다.
- 1) 미세조직 관찰과 성분 및 상 분석 결과, 오버 레이 층 내에 NbC와 M(Fe, Cr):Q가 생성되었으며, 와이어 공급속도의 감소와 분말 공급량의 증가에 따라, 오버레이층내 7영역은 감소하였으며 a와 M3C. NbC 량은 증가하였다.
- 2) 경도 측정 결과. 와이어 공급속도의 감소와 분말공급량의 증가에 따라, 오버레이층의 경도는 증가하였고, 마모 시험 결고卜, 와이어 공급속도의 감소와 분발 공급량의 증가에 따라 오버레이층의 비마모량은 감소하였다. 이 원인은 와이어 공급량에 대한 분말의 공급량이 상대적으로 증가하게 되며 이로 인해 7영역의 감소, a와 Mt영역의 증가, NbC의 증가 그리고 미세조직이 방사선 형태에서 입상의 형태로의 미세화 현상에 기인된 것으로 판단된다.
- 3) 마모면 관찰 결과, 오버레이층의 경도가 낮은 시편에서는 상대재에 의한 소성 유동층이 관찰되었고, 경도가 높은 시편에서는 균열이 발생, 균열에서 마모 면의 스폴링이 일어났으며, 상대재가 마모면에 응착된 것도 관찰할 수 있었다.
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