문제 정의

• 나쁘게 하는 등의 직접적인 영향을 미친다. 따라서 재현성과 신뢰성이 뛰어난 열분석법으로 기존 접종제의 접종능과 페이딩 거동을 평가하여 최적 접종제를 선택하고 이 접종제의 접종 능과 페이딩 거동에 미치는 첨가 원소의 영향을 조사.연구하여 구상 흑연 주철용 접종제를 개발하기 위한 기초 자료를 얻고 현장에 적용하여 성능이 우수한 새로운 구상 흑연 주철용 접종제를 개발하는 것은 중요하고도 절실하다.

제안 방법

• 첫 번째 용해에서는 Table 1에서 보이는 조성의 4.9%Mg-Fe-Si 구상화제와 Table 2에서 보이는 바와 같은 다섯 가지 접종제를 사용하여 1, 350~1, 400。(2의 낮은 온도 범위와 l, 450~l, 50(TC의 높은 온도 범위에서 각각 용탕 처리 및 유지하여 온도 범위의 영향을 시험하였다.
• 1에서 보이는 바와 같다. 첫 번째 용해에서는 1, 350-1, 400 및 1, 450~1,5001 그리고 나머지 용해에서는 1, 450~1,500。(2의 온도 범위에 각각 도달하였을 때 구상화 및 접종 처리 직전과 직후 그리고 이 온도 범위에서 용 탕을 유지시키면서 2분 30초 간격으로 20분까지 열분석 시험하였다. 용해, 용탕 처리 및 유지 실험 과정은 그림 2에서 보이는 바와 같다.
• 네 번째 용해에서는 1, 450~1,500。(3의 온도 범위에서 구상화제 I(5.2%Mg-Fe-Si)롤 용탕을 구상화 처리하고 Fe-75%Si(I) 접종제로 접종 처리할 때 이 접종제의 접종능과 페이딩 속도에 미치는 미량 원소의 영향을 시험하였다. 황화철, 금속 비스머스 및 금속 세륨의 형태로 접종제 중량의 1%를 각각 첨가하였으며 용탕 처리 전후 및 유지에 따른 열분석 시험 결과는Fig.
• 2개의 열분석용 쉘 컵 받침대를 K-형태의 열전대선으로 온도 기록용 소프트웨어가 내장된 컴퓨터 시스템에 연결시킨 장치를 이용하여 열분석 시험을 하였다. 용탕 유지시 시험 용 탕의 과냉 온도를 측정하기 위한 쉘 컵 그리고 충분히 접종된 조건에서 오스테나이트-구상 흑연의 최고 공정 온도를 측정하기 위하여 l%Ba-Fe-Si 미세 분말을 넣은 쉘 컵에 각각 용 탕을 주입하여 냉각곡선을 얻어서 최고 공정 온도와 시험 용탕의과냉 온도의 차이, AT, 를 측정하였다.
• 얻었다. 각 시편을 50번 연마지로 연마한 후 방출 스펙트럼 분석 장치를 이용하여 분석하였다.
• 열전대 끝 부분에 해당하는, 바닥으로부터 32 mm 위치의 미세 조직을 관찰하였다. 광학 현미경을 이용하여 25배의 배율에서 단위 면적당 구상 흑연의 수(nodule count, #/ mn?)를 측정하고 100배의 배율에서 관찰하여 구상화율을 얻었다.
• 90%가 되게 하였다. 그리고 모든 경우에 Fe-75%Si 접종제를 사용하여 규소 함량을 2.15%로 증가시키는 방법으로 접종 처리를 하였다. 두 번째 용해에서 구상화제의 성능을 평가한 결과 구상화제 I이 가장 좋은 것으로 나타났다.
• 본 연구에서는 고주파 유도로에서 기본 장입물을 용해하여용탕을 얻고 구상화 처리와 접종 처리한 후 열분석 시험하여네 가지 구상화제의 성능을 평가하여 먼저 가장 袴한 구상 화제를 선택하였다. 그리고 선택한 구상화제를 사용하여 다섯 가지의 기존 접종제의 접종능과 페이딩 거동을 평가하였다. 이와 같은 방법으로 최적의 구상화제와 접종제를 결정한 후 이들의 성능에 미치는 황, 비스머스 및 세륨 등의 미량 원소의 영향을 조사하였다.
• 75%를 증가시켰다. 그리고 페로실리콘을 첨가하여 규소 함량 0.30%를 증가시켰다. 이때 사용한 선철, 강고철, 페로실리콘 및 가탄제의 화학적 조성은 Table 4에서 보이는 바와 같다.
• 기본 용탕 그리고 용탕 처리 및 유지에 따른 화학적 조성의 변화를 조사하기 위하여, 열분석 실험을 하기 위한 용탕을 쉘컵에 주입한 후 바로 금형에 주입하여 화학적 성분 분석용 시편을 얻었다. 각 시편을 50번 연마지로 연마한 후 방출 스펙트럼 분석 장치를 이용하여 분석하였다.
• 세 번째 용해에서는 Table 2에서 보이는 바와 같은 다섯 가지 접종제의 접종 능과 페이딩 거동을 시험하였다. 네 번째 용해에서는 황, 비스머스및 세륨을 접종제 중량의 각각 1%를 첨가하여 이들 미량 원소의 영향을 시험하였다. 이때 사용한 미량 원소 첨가제의 화학 조성은 Table 3에서 보이는 바와 같다.
• 두 번째 용해에서는 Table 1에서 보이는 바와 같은 네 가지 종류의 구상화제의 성능을 평가하여 가장 좋은 구상 화제를 선택하였다. 구상화제와 함께 Fe-75% 접종제로 용탕을 처리하고 유지함에 따른 열분석 시험 결과는 Fig.
• 두 번째 용해에서는 네 가지 구상화제의 성능을 평가하여가장 우수한 구상화제를 선택하였다. 사용한 구상화제의 화학적 조성은 Table 1에서 보이는 바와 같다.
• 2%Mg-Fe-Si 조성의 구상화제 I이 가장 좋은 것으로 나타났다. 따라서 세 번째 용해에서는 용 탕을 이 구상화제로 구상화 처리하고 Table 2에서 보이는 바와 같은 5 가지 종류의 접종제의 성능을 평가하였다.
• 04%Mg로 하였다. 먼저 1.95%C 및 0.43%Si 조성의 기본 용탕 30kg을 얻기 위하여 선철과 강고철을 각각 17 및 13 kg을 장입하여 용해하였다. 기본 장입물이 용해된 후 가탄제 561.
• 모든 경우에 75 kW 용량의 고주파 유도 용해로를 이용하여 용해하고 용탕 처리 및 유지 실험을 하였으며 기본 용탕의 목표 조성을 3.7%C, 2.15%Si 및 0.04%Mg로 하였다. 먼저 1.
• 모든 경우에 플런징법으로 용탕을 구상화 처리한 후 접종제를 첨가하는 방법으로 용탕 처리를 하였다. 이때 구상 화제와 접종제는 입자 크기의 영향을 배제시키기 위하여 분쇄한 후입도 분류하여 입자 크기가 2~3 mm가 되게 하였다.
• 연구하여 구상 흑연 주철용 접종제를 개발하기 위한 기초 자료를 얻고 현장에 적용하여 성능이 우수한 새로운 구상 흑연 주철용 접종제를 개발하는 것은 중요하고도 절실하다. 본 연구에서는 고주파 유도로에서 기본 장입물을 용해하여용탕을 얻고 구상화 처리와 접종 처리한 후 열분석 시험하여네 가지 구상화제의 성능을 평가하여 먼저 가장 袴한 구상 화제를 선택하였다. 그리고 선택한 구상화제를 사용하여 다섯 가지의 기존 접종제의 접종능과 페이딩 거동을 평가하였다.
• 사용한 구상화제의 화학적 조성은 Table 1에서 보이는 바와 같다. 세 번째 용해에서는 Table 2에서 보이는 바와 같은 다섯 가지 접종제의 접종 능과 페이딩 거동을 시험하였다. 네 번째 용해에서는 황, 비스머스및 세륨을 접종제 중량의 각각 1%를 첨가하여 이들 미량 원소의 영향을 시험하였다.
• 열분석 시험 결과와 비교하기 위하여 열분석 시험용 쉘 컵으로부터 얻은 응고가 일어난 시편을 절단 및 연마하여 관찰하였다. 열전대 끝 부분에 해당하는, 바닥으로부터 32 mm 위치의 미세 조직을 관찰하였다.
• 열전대 끝 부분에 해당하는, 바닥으로부터 32 mm 위치의 미세 조직을 관찰하였다. 광학 현미경을 이용하여 25배의 배율에서 단위 면적당 구상 흑연의 수(nodule count, #/ mn?)를 측정하고 100배의 배율에서 관찰하여 구상화율을 얻었다.
• 이용하여 열분석 시험을 하였다. 용탕 유지시 시험 용 탕의 과냉 온도를 측정하기 위한 쉘 컵 그리고 충분히 접종된 조건에서 오스테나이트-구상 흑연의 최고 공정 온도를 측정하기 위하여 l%Ba-Fe-Si 미세 분말을 넣은 쉘 컵에 각각 용 탕을 주입하여 냉각곡선을 얻어서 최고 공정 온도와 시험 용탕의과냉 온도의 차이, AT, 를 측정하였다. 열분석 시험 장치의 대략적인 모양은 Fig.
• 그리고 선택한 구상화제를 사용하여 다섯 가지의 기존 접종제의 접종능과 페이딩 거동을 평가하였다. 이와 같은 방법으로 최적의 구상화제와 접종제를 결정한 후 이들의 성능에 미치는 황, 비스머스 및 세륨 등의 미량 원소의 영향을 조사하였다.
• 이것은 주철 용탕 중 규소의 산화 및 환원 반응의 역전 온도 범위 (1, 390~1, 4401)보다 높은 온도 범위인 1, 450~l, 500℃의 온도 범위에서 탄소의 산화 손실이 일어나면서 Mg, Si 및 다른 금속 원소는 보호되었기 때문으로 생각되었다. 접종제의 성능 그리고 첨가 원소의 영향을 조사하기 위한 그 이 후의 용해에서는 1, 450-l, 500℃ 의 높은 온도 범위에서 용탕 처리 및 유지 실험을 하였다.
• 주철 용탕을 구상화 및 접종 처리한 후 일정한 온도 범위에서 유지하여 열분석 시험하여 접종제의 성능을 평가하고 미량원소의 영향을 시험하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
• 따라서 미량 원소의 영향을 시험한네 번째 용해에서는 이 구상화제와 접종제를 사용하였다. 황화철, 금속 비스머스 및 금속 세륨의 형태로 접종제 중량의 각각 1%를 첨가하였으며 화학적 조성은 Table 3에서 보이는 바와 같다.

• 1, 350~1, 400。(2의 낮은 온도 범위보다 l, 450~l, 500℃의 높은 온도 범위에서 용탕 처리 및 유지한 경우가 변별력이 더 크며 열분석 시험, 미세 조직 검사 및 화학적 조성 분석 결과가 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이것은 주철 용탕 중 규소의 산화 및 환원 반응의 역전 온도 범위 (1, 390~1, 4401)보다 높은 온도 범위인 1, 450~l, 500℃의 온도 범위에서 탄소의 산화 손실이 일어나면서 Mg, Si 및 다른 금속 원소는 보호되었기 때문으로 생각되었다.
• 1) 1,450~l,500℃의 높은 온도 범위에서 용탕 처리 및 유지한 경우가 1,350~l,400℃의 낮은 온도 범위의 경우보다 구상화 처리 결과와 접종제의 성능에 대한 변별력이 더 컸으며 미세 조직 검사 결과와 잘 일치하였다.
• 2) 네 가지 구상화제의 성능을 평가하였으며 5.2%Mg-Fe-Si 합금이 가장 우수한 것으로 나타났다.
• 3) 다섯 가지 종류의 접종제의 접종능과 페이딩 거동을 평가하였으며 접종용 Fe-75%Si(I)합금이 가장 우수한 것으로 나타났다.
• 4) 접종제 중량의 1%를 첨가한 경우, 황과 비스머스는 Fe-75%Si(I) 접종제의 성능에 나쁜 영향을 미쳤으며 세륨은 그 정도는 크지 않으나 향상시키는 것으로 나타났다.
• 두 번째 용해 실험에서 네 가지 종류의 구상화제의 성능을 평가하였으며 그 결과 5.2%Mg-Fe-Si 조성의 구상화제 I이 가장 좋은 것으로 나타났다. 따라서 세 번째 용해에서는 용 탕을 이 구상화제로 구상화 처리하고 Table 2에서 보이는 바와 같은 5 가지 종류의 접종제의 성능을 평가하였다.
• 용탕 처리 및 유지 온도로는 첫 번째 용해 시험 결과 구상화율도 높고 구상화제와 접종제의 페이딩 속도가 상대적으로 느린 것으로 나타난 1, 450~1,500。(3의 고온 범위를 선택하였다. 두 번째 용해시에는 잔류 마그네슘의 목표 함량을 0.04%로 하여네 가지 구상화제를 사용하여 구상화 처리하였으며 이때 규소의 함량은 각각 1.18, 1.09, 1.12 및 1.28% 증가하였다. 따라서 각각의 경우 75%Si 조성의 페로실리콘을 미리 첨가하여구상화 처리 후 용탕의 규소 함량이 1.
• 15%로 증가시키는 방법으로 접종 처리를 하였다. 두 번째 용해에서 구상화제의 성능을 평가한 결과 구상화제 I이 가장 좋은 것으로 나타났다. 따라서 그 이후의 용해에서는 구상화제 【을 사용하여 구상화 처리하였다.
• 면적당 구상 흑연의 수가 가장 많고 구상화율도 가장 높으며 페이딩 속도가 다른 구상화제를 사용한 경우에 비하여 상대적으로 느린 것으로 나타났다. 용탕 처리 직후 사용한 구상 화제에 따른 단위 면적당 구상 흑연의 수와 구상화율의 차이는 Fig.
• 따라서 그 이후의 용해에서는 구상화제 【을 사용하여 구상화 처리하였다. 세 번째 용해에서는 다섯 가지 접종제의 성능을 평가하였으며 Fe-75%Si(I) 접종제가 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라서 미량 원소의 영향을 시험한네 번째 용해에서는 이 구상화제와 접종제를 사용하였다.
• 8에서 보이는 바와 같다. 열분석시험 결과와 대체로 일치하였으며 Fe-75%Si(I) 접종제로 처리한 결과가 가장 좋은 것으로 나타났다.
• 7에서 보이는 바와 같다. 용탕 처리 후 시험 용탕의 과냉 온도와 최고 공정 온도의 차이가 작고 페이딩 속도가 가장 느린 Fe-75%Si(I)가 가장 성능이 우수한 접종제인 것으로 나타났다. 용 탕을 처리한 후 300초 전후까지 과냉 온도와 최고 공정 온도의 차이는 점차 증가하다가 갑자기 감소하는 경향을 보이는 것은 용탕처리 후 약 300초 이상 경과하면 구상화제가 페이딩이 일어나 흑연이 편상 흑연으로 성장하기 때문이다.