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고탄소강 펄라이트 조직의 인발 공정 시 전단응력의 해석
Analysis on Shear Stress During Drawing Process of Pearlite Structure of High Carbon Steel 원문보기

소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics, v.14 no.2 = no.74, 2005년, pp.133 - 138  

김현수 (부산대학교 정밀기계공학과) ,  김병민 (부산대학교 정밀정형및금형가공연구소) ,  배철민 (㈜POSCO 기술연구소 선재연구그룹) ,  이충열 (㈜POSCO 기술연구소 선재연구그룹)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents a study on defects in pearlite lamella structure of high carbon steel by means of finite-element method(FEM) simulation. High-carbon pearlite steel wire is characterized by its nano-sized microstructure feature of alternation ferrite and cementite. The likely fatigue crack is loc...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서, 본 논문에서는 유한요소해석을 통해 실 제 공정에서 발생할 수 있는 현상을 분석하고, 다 이 반 각, 단면 감소율, 층상 구조의 층상 간격 등의 유한요소해석 조건들이 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구에서 사용되어지는 공정변수들을 Fig.
  • 비틀림 실험은 내부 전단응력을 평가하기 위한 실험 중의 하나이다. 본 해석에서는 비틀림 실험을 통하여 층상 간격과 세멘타이트의 두께가 비틀림 해석을 통하여 어떠한 영향을 미치는 평가를 하였다. 층상구조에 대한 비틀림 거동을 평가하기 위해서, 본 해석에서는 아래의 Fig.
  • 본 해석에서는 선재의 연성에 미치는 공정조건의 영향을 평가하기 위한 유한요소해석을 수행하였다. 온도의 영향은 고려하지 않고, 냉 간인 발 공정조건에서 펄라이트 조직의 층상구조에 대한 해 석을 중점적으로 수행하였다.
  • 실험을 통한 연구는[1 ~3] 비용과 시간이 많이 소요되므로, 본 논문에서는 유한요소 해석을 통해 신선 재의 고강도 및 연성의 향상과 선재의 파단 방지에 대한 연구를 수행하였다. 신선 가공조건에 대한 재료 내부의 전단응력을 비교하기 위하여 신선 재의 펄라이트 층상구조에 인발공정 유한요 소 해석을 수행하였고, 공정조건 및 층상 간격에 대한 전단응력을 분석하여 인발공정 시 발생되는 선재의 파단 발생을 판단할 수 있었다.

가설 설정

  • 그러므로 본 연구에서는 세멘타 이 트와 페라이트의 유동응력 식을 탄소함유량으로 어느 정도 예측을 할 수 있다. 세멘타이트는 고탄소강의 물성으로, 페라이트는 저탄소강의 물성으로 가정을 하여 본 해석에 적용시켰고, Table. 1에 세멘타이트와 페라이트의 물성을 나타내었다[4~5].
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참고문헌 (10)

  1. A. Middlemiss, D. P. Hague, July 1973, Torsional ductility in carbon steel wire-part 1, WIRE INDUSTRY, pp. 462-466 

  2. A. Middlemiss, D. P. Hague, July 1973, Torsional ductility in carbon steel wire-part 2, WIRE INDUSTRY, pp. 538-543 

  3. W. Van Raemdonck, et al, June 1994, Torsion tests as a tool for high strength wire evaluation, WIRE JOURNAL INTERNATIONAL, pp. 68-75 

  4. A. Nadai, 1950, Theory of Flow and Fracture of Solids,' McGraw-Hill Book Company, 2d ed., vol. I. pp. 347-349 

  5. Jan W. Pilarczyk, 1997, Hydrodynamic drawing effects on wire ASTRO characteristics, WIRE JOURNAL INTERNATIONAL, pp. 70-83 

  6. Kenichi SHIMIZU, Nozomu KAWABE, 2001, Size Dependence of Delamination of High-carbon Steel Wire, ISIJ International, vol. 41, No. 2, pp. 183-191 

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  7. T. Umemoto et al, 2001, Production and Characterization of Bulk Cementite, CAMP-ISIJ, vol. 14, pp. 1110-1113 

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  8. M. T. Todinov, 1999, Maximum principal tensile stress and fatigue crack origin for compression springs, International Journal of Mechanical Sciences, vol. 41, pp. 357-370 

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  9. 남원종, 2004, 신선가공한 고탄소 강선의 연성에 영향을 주는 미세조직 인자, 한국소성가공학회, Vol.13, No. 8, pp. 713-715 

  10. J. W. Pilarczyk, H. Dyja, B. Golis, Tabuda, 1998, Effect of roller die drawing on structure, texture and other properties of high carbon steel wires, Metals and Materials Inter., Vol .4, pp. 727-731 

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