Transformation behavior and hardness change were studied in five kinds of self-control steels; standard, high V, modified Ni, W, and high C-Ni steels. In the cooling rates of $10-100^{\circ}C/min$, the primary ferrite and bainite were formed, and the amount of the former increased with de...
Transformation behavior and hardness change were studied in five kinds of self-control steels; standard, high V, modified Ni, W, and high C-Ni steels. In the cooling rates of $10-100^{\circ}C/min$, the primary ferrite and bainite were formed, and the amount of the former increased with decreasing cooling rate. The bainite transformation temperature, Bs, was measured as 570, 560, 590, 575, and $565^{\circ}C$ in experimental steels, respectively, which was similar to the calculated temperature. The self-control, that is, the consistency in hardness, was observed, in which the hardness increased with the decrease in Bs. In the case of hot compression testing, the lower temperature deformation led to the enhancement in hardness.
Transformation behavior and hardness change were studied in five kinds of self-control steels; standard, high V, modified Ni, W, and high C-Ni steels. In the cooling rates of $10-100^{\circ}C/min$, the primary ferrite and bainite were formed, and the amount of the former increased with decreasing cooling rate. The bainite transformation temperature, Bs, was measured as 570, 560, 590, 575, and $565^{\circ}C$ in experimental steels, respectively, which was similar to the calculated temperature. The self-control, that is, the consistency in hardness, was observed, in which the hardness increased with the decrease in Bs. In the case of hot compression testing, the lower temperature deformation led to the enhancement in hardness.
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제안 방법
직경 10 mm, 높이 20 mm의 시편을 1100 및 1200℃로 가열하여 50 및 80% 압축한 후, 10-80℃/min로 냉각하였다. 그리고 로크웰(HRC)경도를 측정하여, 열간변형 온도 및 정도 그리고 냉각속도의 영향을 분석하였다.
냉각된 dilatometer 시편의 단면으로부터 미세조직을 관찰하고, 마이크로비커스경도(Hv)를 측정하여, 냉각속도에 따른 경도의 변화를 분석하였다.
냉각속도에 따른 변태양상 및 경도변화를 추적하기 위해 dilatometer를 이용하여 열팽창의 변화양상을 분석하고, 미세조직을 관찰하였다. 빠른 속도로 가열하여, 1100℃에서 5분간 오스테니타이징한 후, 10-1000℃/min의 냉각속도 범위에서 시험하였다.
본 연구에서는 5종류의 비조질강의 합금설계를 하였으며, (1) Dilatometer에 의한 냉각곡선에 따른 상변태, (2) 냉각속도에 따른 경도변화, (3) Gleeble 시험기에 의한 열간압축 및 냉각속도에 따른 경도변화 등을 관찰함으로써 경도의 자기제어에 대한 분석을 하였다.
자기제어 비조질강의 조성을 기본으로 한 표준강 및 high V강, 합금성분을 개조한 Ni강, W강 및 high C-Ni강에 대한 변태양상 및 경도변화를 분석하였다.
이론/모형
열간변형 및 냉각속도의 영향을 분석하기 위해 Gleeble 시험기를 사용하였다. 1200 및 1100℃에서 각각 50% 또는 80% 압축변형한 후 10-80℃/min의 속도로 냉각시켰다.
성능/효과
1. Dilatometer에 의한 냉각곡선을 분석한 결과, 10-100℃/min 의 냉각속도에서는 primary 페라이트의 형성 및 베이나이트 형성이 주된 것으로 나타났으며, 냉각속도가 느릴수록 primary 페라이트의 양이 증가되었다.
표준강은 Hv 260-275, high V강은 270-280, Ni강은 245-255, W강은 255-260, high C-Ni강은 270-285로 나타났다. Bs 온도가 가장 높은 Ni강의 경도는 가장 낮으며, Bs 온도가 낮은 high V강 및 high C-Ni강의 경도는 높은 것으로 나타났다.
3. High C-Ni강은 10-60℃/min, 다른 강들은 10-100℃/min의 냉각속도 범위에서 경도가 비교적 일정하게 유지되는 자기제어능을 나타냈다. 표준강은 Hv 260-275, high V강은 270-280, Ni강은 245-255, W강은 255-260, high C-Ni강은 270-285로 나타났다.
5는 냉각속도에 따른 경도변화를 보여주고 있다. 냉각속도가 10-60℃/min 범위에서 일정하게 유지되는 high C-Ni강을 제외한, 다른 강들은 10-100(200)℃/min의 넓은 냉각속도 범위에서 경도가 비교적 일정하게 유지되고 있는 것으로 나타났다. 표준강은 Hv 260-275(환산치[9] UTS, 820-865 MPa), high V강은 270-280(860-880 MPa), Ni강은 245-255(780-810 MPa), W강은 255-260 (810-820 MPa), high C-Ni강은 270-285(860-900 MPa)으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
중탄소 V함유강은 어떠한 방법으로 강도를 확보하는가?
03-0.20V)으로, 단조후 공냉시 미세한 V(CN)가 페라이트기지에 석출되어 페라이트기지를 강화시켜 강도를 확보할 수 있다[1-5]. 그러나 이들 단순 비조질강은 냉각속도가 늦어지면 조대한 페라이트-펄라이트 조직이 생성되므로 강도의 증가가 어려울 뿐만 아니라 인성이 감소하는 단점이 있다.
조질 열처리강이 단면적이 큰 부품에 사용될 때 어떠한 문제점이 있는가?
고강도와 고인성이 요구되는 자동차부품 및 건설기계용 유압장치부품 등에는 중탄소 S45C 등의 조질 열처리강이 사용되고 있으나, 단면적이 큰 부품의 경우는 중심부까지 충분한 경화가 되지 않아 고강도, 고인성을 이룰 수 없을 뿐만 아니라 열처리에 따른 막대한 에너지소모라는 문제가 제기되고 있다.
참고문헌 (9)
Microalloyed Vanadium Steels, Proc. Inter. Syp. in Cracow, ed. by M. Korchynsky et. al, April 24-26, 1990.
K. Hase, K. Hoshino and K. Amano : Kawasaki Steel Technology Report, No. 47, Dec., 2002.
S. H. Park, S, G. Hong, Y. S. Chunc, Y. H. Lee and C. S. Lee : Mater. Sci. Eng. A, 550 (2012) 118-124.
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