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문제 정의
- 이와 같이 미세조직 분석을 통해 측정된 기공률은 적층제조된 H13 소재의 경도뿐만 아니라 인장 특성에도 큰 영향을 줄 수 있다.21) Fig. 2와 Fig. 6의 결과 에서 볼 수 있듯이 기공률과 경도값은 1:1 상관관계를 가지게 되므로 본 연구에서는 측정된 경도 값을 통해 인장 특성을 예측하는 경험식을 활용하고자 하였다. 알려진 대로 많은 연구자들에 의해 Vickers 경도 값을 항복 및 인장 강도로 간단하게 환산하고자 하는 노력들이 많이 진행되었다.
- 3,4) 이를 해결하기 위해 어닐링(annealing)을 통해 경도를 낮추어 절삭 가공을 실시한 후 다시 재경화하고자 하는 연구들이 보고되었으나 공정이 복잡하여 상용화되기에 어려운 측면이 있었다.5) 따라서 본 연구에서는 최근 들어 비약적으로 기술이 발전된 금속 3D 적층 제조 기술을 활용하여 H13 공구강을 제작하고 그 미세조직 및 기계적 특성을 분석하고자 한다.
- 인장 시험을 실시하여 항복, 인장 강도 및 연신율을 측정하였고, 인장 파면 분석을 통해 내부 기공의 분율, 크기, 분포, 형상 등을 정량 분석하였다. 따라서 미세조직 및 파면에서 관찰되는 다양한 결함이 경도 및 인장 특성에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다.
- 12) 이 때 비파괴적인 방법으로 경도 시험한 결과를 통해 인장 특성을 모델링 해 볼 수 있으며, Cahoon,13) Lu14) 등은 Vickers 경도와 항복 및 인장 강도간의 상관관계에 대한 다양한 실험식을 제시하였다. 본 연구에서도 이를 활용하여 고강도 H13 공구강 소재에 대한 위치별 경도 특성을 통해 실제 시험된 인장 특성과 비교하고자 한다.
- 이와 같이 본 연구에서는 적층 제조된 H13 공구강의 위치에 따른 미세조직과 경도 및 인장 특성을 분석하고자 하였다. 광학(optical microscopy, OM) 및 주사 전자 현미경(scanning electron microscopy, SEM)으로 시편의 미세조직을 3차원적으로 분석하였으며, 적층 높이 및 방향에 따라 Vickers 경도를 평가하였다.
가설 설정
- 18) Z-D 면 에서는 주상정 결정립의 단면이 나타나며 각 결정립의 횡축 너비는 1 µm 정도로 균일하게 나타난다.
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