[논문]Fe-P-(Mo,Mn)계 소결분말 합금에서 Si 첨가에 따른 기계적 특성 변화에 대한 연구

정우영; 박동규; 고병현; 박진우; 안인섭

doi:10.4150/kpmi.2016.23.5.397

Fe-P-(Mo,Mn)계 소결분말 합금에서 Si 첨가에 따른 기계적 특성 변화에 대한 연구
Mechanical Properties of Fe-P-(Mo,Mn) Sintered Alloy Related with Si Contents 원문보기

한국분말야금학회지 = Journal of Korean Powder Metallurgy Institute, v.23 no.5, 2016년, pp.397 - 401

정우영 (경상대학교 나노신소재 공학부) , 박동규 (경상대학교 링크사업단) , 고병현 (경상대학교 나노신소재 공학부) , 박진우 (경상대학교 나노신소재 공학부) , 안인섭 (경상대학교 나노신소재 공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

A lean alloy is defined as a low alloy steel with a minimum amount of the alloying element that maintains the characteristics of the sintered alloy. It is well known that the addition of elements such as Cr, P, Si, or Mn improves the mechanical characteristics of the alloy, but decreases the sinterability. The mother alloy is used to avoid an oxidation reaction with the alloying elements of Cr, P, Si or Mn. The purpose of this study is to determine the change in the mechanical properties of Fe-P-Mo and Fe-P-Mn alloys as a result of the addition of Si. In this article, the Fe-P-Mo and Fe-P-Mn alloys to which Si is added are compacted at $7.0g/cm^3$ and then sintered in $H_2-N_2$ at $1120^{\circ}C$. The P around the macropores and large grains reduces due to the formation of $SiO_2$ as the Si content increases. This is caused by the increase in strength owing to reducing intergranular fracture by suppressing the reaction with oxygen.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 Fe-P-Mo계 및 Fe-P-Mn계에서 산소와 반응을 줄이기 위해 모합금을 이용하여 Si 첨가에 따른 기계적 특성의 변화에 대해 알아보고자 하였다.

대상 데이터

본 연구에서 수행 된 실험 공정을 그림 1에 나타내었다. 사용된 분말은 Posco사의 Fe분말(IPB)과 Quebec Metal Powder사의 Fe-0.85Mo 합금분말(AT-4401)을 베이스로 하고, 합금 첨가물들은 산화와의 친화력을 낮춰 소결 공정 중에 확산이 용이하게 진행되도록 Fe-25P, Fe-75Mn, Fe-75Si의 모합금 형태로 사용하였다. 모합금의 경우 덩어리 형태로 구입하여 볼밀(ball mill)을 이용하여 45 μm 이하의 입도로 분쇄 후 사용하였다.

성능/효과

두 합금 모두 소결 후 밀도가 감소하였으며 이는 Si 함량이 증가할수록 체적이 팽창되어 밀도가 감소하는 경향을 보였다. Fe-P-Mo계의 경우는 Si 함량 증가에 따라 거의 변하지 않는 강도 값을 보였으며, Fe-P-Mn계의 경우 강도가 점차적으로 증가하였다.
Fe-P-Mo계의 경우는 Si 함량 증가에 따라 거의 변하지 않는 강도 값을 보였으며, Fe-P-Mn계의 경우 강도가 점차적으로 증가하였다. 이는 Si 함량이 증가할수록 거대기공 주위에 존재하는 P가 줄어들며 결정립 크기도 감소하였고 Si는 SiO₂의 형태로 존재하여 이것이 산소와의 반응을 억제시켜 입계파괴 양상을 감소시켜 강도의 증가를 나타낸 것으로 사료된다.

후속연구

0 wt%까지의 범위에서는 Fe-P-Mn계가 성형압이 더 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 현상에 대해서는 구체적으로 알려진 바가 없으므로 추후 지속적인 연구가 필요한 것으로 사료된다. Si 0.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	린합금에 P를 첨가하는 이유는?	P를 첨가하는 주된 이유는 Fe-P계 상태도에서 알 수 있듯이 비교적 낮은 온도의 공정반응과[2], P 원자가 오스테나이트에 비해 약 두 배 정도 철의 확산도와 자기확산 속도를 증가시키기 때문에 α-철의 안정화 효과를 가진다[3,4]. P의 경우 철의 소결공정을 가속화시켜주는 효과를 가지고 있다[5]. P를 첨가함으로써의 장점은 액상소결, 페라이트 안정화, 고용경화 3가지로 설명된다[6]. P의 함량이 더욱 증가 할 경우 재료는 더욱 약해지며, 이는 P가 산소와의 높은 친화력으로 인해 산소와 반응하여 산화를 촉진시켜 입계파괴 양상이 생성되기 때문이다.
	린합금은 어떻게 정의되는가?	린합금(lean alloy)은 소결합금의 소결 특성을 유지하면서 합금원소의 함량을 최소화시킨 저합금강으로 정의되고 있다. 특성 향상을 위해 Ni, Mo 등과 같은 고가의 원소 대신에 보다 경제적인 Cr, P, Mn 또는 Si 등의 원소를 첨가한다고 알려져 있다[1]
	분말야금공정의 단점은?	분말야금공정은 주조공정에 비해 기계가공이 적으며, 손실량이 적기 때문에 경제적이지만 기공으로 인하여 주단조재에 비해 강도가 낮은 단점을 가지고 있다. 이를 개선하기 위해 밀도를 높이거나 합금원소를 첨가하여 강도를 보완하기도 한다.

참고문헌 (12)

R. Oro, M. Campos, JM. Torralba and C. Capdevila: Powder Metall., 55 (2012) 294.

상세보기
H. Okamoto: Phase Diagrams of Binary Iron Alloys, ASM 9 (1993).
Houdremont, E.: Handbuch der Sonderstahlkunde, Springer-Verlag, Berlin, (1943) 944.
P. Lindskog, J. Tengzelius and SA. Kvist: Powder Metall., 10 (1976) 97.
RM. German and DS. Madan: Powder Metall., 15 (1984) 441.
J. Lynn, P. Rosa, H. MeyerIII, U. Engstrom, S. Berg, J. Tengzelius and R. Frykholm: World Congress on Powder Metallurgy & Pariculate Materials, (2005) 263.
R Oro, M Campos, J M Torralba and C Capdevila: Powder Metall., 55 (2012) 294.

상세보기
Joe Capus.: Metal Power Report, 68 (2013) 17.

상세보기
Jens Rassmus, Anna Larsson and Heike Grosser: PIM International, 5 (2011) 84.
Franciso Castro, Shandra Sainz, Bruce Lindsley and W. Brian James: Powder Metall., 29 (2007) 304.
C. Schade, T. Murphy, A.Lawley and R. Doherty: Powder Metall., 49 (2013) 9.
V. Vassileva, D. Krecar, C. Tomastik, Ch. Gierl-Mayer, H. Hutter and H. Danninger: Powder Metall., 15 (2015) 36.

저자의 다른 논문 :

LOADING...

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증