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문제 정의
- 본 연구는 당사에서 자유단조로 생산하고 있는 플라스틱 금형강 및 열간 금형강의 소입특성을 예측 . 평가하기 위해, 첫째 연속냉각변태 시험을 통해 CCT curve를 작성 냉각속도 변화에 따른 강의 특성(미 세조직 및 경도)을 파악하고, 둘째 소입 조건(가열온도, 침적시간, 냉각조건 등)에 따라 강재의 내 .
제안 방법
- 본 연구는 당사에서 자유단조로 생산하고 있는 플라스틱 금형강 및 열간 금형강의 소입특성을 예측 . 평가하기 위해, 첫째 연속냉각변태 시험을 통해 CCT curve를 작성 냉각속도 변화에 따른 강의 특성(미 세조직 및 경도)을 파악하고, 둘째 소입 조건(가열온도, 침적시간, 냉각조건 등)에 따라 강재의 내 . 외부 의 온도변화를 모의시험하여, 강재의 크기 변화에 따라 강재 위치별 특성을 예측한 후, 셋째, 실제 자유 단조품에 적용 내 .
- 평가하기 위해, 첫째 연속냉각변태 시험을 통해 CCT curve를 작성 냉각속도 변화에 따른 강의 특성(미 세조직 및 경도)을 파악하고, 둘째 소입 조건(가열온도, 침적시간, 냉각조건 등)에 따라 강재의 내 . 외부 의 온도변화를 모의시험하여, 강재의 크기 변화에 따라 강재 위치별 특성을 예측한 후, 셋째, 실제 자유 단조품에 적용 내 . 외부 미세조직 및 물성을 비교 분석하였다.
- 외부 의 온도변화를 모의시험하여, 강재의 크기 변화에 따라 강재 위치별 특성을 예측한 후, 셋째, 실제 자유 단조품에 적용 내 . 외부 미세조직 및 물성을 비교 분석하였다.
- 소재의 제조는 60Ton 전기로에서 용해하여 ingot making후 500 x 400 〜 350x350 각재로 자유단조 후 공시재로 사용하였다. 또한 소입 모의시험도 Steel A, B, C에 대해서 여러 가지 조건으로 각각 수 차례 반복해서 실시하였다. 소입 모의시험 및 소입 .
- 본 연구에서는 소입 모의시험 및 실제 공시재의 소입 . 소려 시험에 앞서 강재의 기초적인 특성 즉, 냉각속도 변화에 따른 소입성 및 미세조직, 기계적성질과 연속냉각에 의해 생기는 변태과정을 알아보기 위해 연속냉각변태 시험을 행하 였다. 연속냉각 변태 시험을 통해 얻은 결과들은 강재의 냉각속도에 따른 기초적 특성 값으로, 소입 모 의시험 및 실제 공시재의 소입 .
- 소려 열처리에 앞서 선행되어야 한다. 또한 연속냉각 변태 시험 후 일 정온도에서 소려를 실시하여 경도변화를 알아보았다. 연속냉각변태 시험은 열간가공성 재현 시험기인 당사 Gleeble 1500을 이용해 행하였다.
- 또한 연속냉각 변태 시험 후 일 정온도에서 소려를 실시하여 경도변화를 알아보았다. 연속냉각변태 시험은 열간가공성 재현 시험기인 당사 Gleeble 1500을 이용해 행하였다. 그림 2는 시험에 사용된 시험편 형상 및 시험 조건을 나타내었 다.
- 제품의 종류 및 size에 따라 소입 특성을 예측하기 위해 상용 program인 ANSYS program을 이용 연속 냉각변태 조건 및 실제 조업조건을 경계조건으로 수 차례 반복하여 모의시험 하였다. 일정 크기의 강재 를 오스테나이트화 온도로 가열한 후 냉각시킬 때 강재의 위치별로 냉각속도는 각기 다른 값을 갖으며, 따라서 강재 의 위치별로 냉각속도를 예측하는 것은 소입 후 미세조직 및 경도의 예측이 가능한 것이다.
- 또한 각 강종의 물성 check는 소입 . 소려후에 하였으며, 물성 check는 경도를 기준으로 하였다. 미세조직 은 광학현미경 및 SEM을 이용하여 강종별, 제 품의 위치별로 구분하였다.
- 소려후에 하였으며, 물성 check는 경도를 기준으로 하였다. 미세조직 은 광학현미경 및 SEM을 이용하여 강종별, 제 품의 위치별로 구분하였다.
- 1 °C/s의 냉각속도에서는 ferrite+pearlite 조직을 구성하고 있다. 또한 연속냉각 변태 공시재를 580°C로 소려 열 처리를 행하여 소려후 경도변화를 알아보았다. 그림 5에 소려후 경도값 변화를 나타내었다.
- 3°C/s이상의 냉각속도 가 요구되는 것이다. 또한, 이러한 기초 data를 기준으로 소입 모의시험에서는 500 X 400 각재 중심부까 지 0.3°C/s이상의 연속냉각속도를 얻기 위해, 표 3의 변수들을 다양하게 변화시켜 반복 모의시험을 행하 므로 써 0.3°C/s이상의 연속냉각속도를 얻을 수 있는 냉각조건(침적시간, 교반조건, 냉매조건, 냉매온도 등)을 찾는 것이다. Steel B의 경우도 소재의 중심부까지 저온변태 조직을 얻기 위해서는 0.
- 소입 모의시험은 첨적시간 및 교반조건 등을 변수로 하여 A부터 D까지 4가지 조건으로 행하였다. 그 림 6과 7은 Steel A와 B의 500 x 400 각재에 대한 소입 모의시험 결과를 나타낸 것이다.
- 2) 소입 모의시험은 수요자의 요구특성치를 만족할 수 있는 조건을 얻기 위해 연속냉각 조건 및 실제 조업조건을 경계조건으로 수 차례 반복 실시하여 소입 모의시험을 행하였다. 소입 모의시험에서 얻어 진 소입조건 D를 Steel A와 B에 적용할 경우 FV2부에서 냉각속도는 0.
- Steel A, B 강종의 냉각속도 변화에 따른 변태온도, 미세조직 및 물성등의 기초적인 특성을 알아보기 위해 연속냉각변태 시험을 행하였다. 그림 4에 Steel A, B의 냉각속도 변화에 따른 미세조직 변화 및 경 도 변화를 나타내었다.
- 소입 모의시험으로부터 얻은 data중 조건 D를 실제 양산조업에 적용한 후 그 결과를 비교 분석하였다. 그림 8은 steei A와 B의 실제 양산조업 결과를 나타낸 것이다.
대상 데이터
- 소재의 화학성분은 KS D 3753 규격의 STF4 강종 계열인 steel C와 SCM440을 modify한 A 및 B steel을 사용하였다. steel A와 B는 SCM440 기본 base로 하여 Mn 및 Cr, Mo를 미량 더 첨가하였으며, 용도는 플라스틱 금형 소재로 사용되며, steel C는 엔빌 및 압출공구, 다이 블록등에 사용된다.
- 소재의 제조는 60Ton 전기로에서 용해하여 ingot making후 500 x 400 〜 350x350 각재로 자유단조 후 공시재로 사용하였다. 또한 소입 모의시험도 Steel A, B, C에 대해서 여러 가지 조건으로 각각 수 차례 반복해서 실시하였다.
데이터처리
- 연속냉각변태 시험 및 소입 모의시험을 통해 얻은 data를 실제 양산품 소입 . 소려에 적용하여 소입 모 의시험결과와 비교 분석하였다. 본 연구에 사용된 강재의 소입 및 소려 조건을 그림 3과 표 3에 나타내 었다.
성능/효과
- Steel C의 경우도 연속냉각변태 시험 및 소입 모의시험을 통해 수요자의 요구경도를 만족시킬 수 있 는 소입 조건 D를 얻을 수 있었고 조건 D를 양산조업에 적용하여 그림 9의 결과를 얻을 수 있었다.
- 이와 같이 연속냉각변태 시험 data를 기초로 하여 연속냉각 변태 조건과 실제 조업조건을 경계로 하 여 소입 모의시험을 반복하여 조건 D를 얻을 수 있었으며, 조건 D를 실제 조업에 적용 소입 모의시험에 서 예측한 조직과 경도값을 얻을 수 있었다. 따라서 소입 .
- 1) 연속냉각 변태 시험을 통해 강재의 기초 특성, 즉 냉각속도 변화에 따른 미세조직 및 경도변화를 알 수 있었다. steel A의 경우 1.
- 3) 소입 모의시험으로부터 얻은 조건 D를 실제 조업에 적용한 결과 소입 모의시험 결과와 미세조직 및 경도특성이 일치하는 결과를 얻을 수 있었이. Steel A 및 B의 경우 연속냉각 변태 시험 및 소입 모의 시험으로부터 얻은 조건 D를 실제 조업에 적용하여 R/2부의 경우 저온변태물을 중심부의 경우 미량 ferntetpearlite에 bainite의 혼합조직을 얻을 수 있었으며, 경도값은 R/2부의 겨우 HRC 28-31, 중심부 의 경우 HRC 25.
- 3) 소입 모의시험으로부터 얻은 조건 D를 실제 조업에 적용한 결과 소입 모의시험 결과와 미세조직 및 경도특성이 일치하는 결과를 얻을 수 있었이. Steel A 및 B의 경우 연속냉각 변태 시험 및 소입 모의 시험으로부터 얻은 조건 D를 실제 조업에 적용하여 R/2부의 경우 저온변태물을 중심부의 경우 미량 ferntetpearlite에 bainite의 혼합조직을 얻을 수 있었으며, 경도값은 R/2부의 겨우 HRC 28-31, 중심부 의 경우 HRC 25.5-28.5로 예측값과 일치하는 경향을 나타내었다.
- 4> Steel C의 경우도 소입 모의시험으로부터 얻은 소입조건 D를 적용하여 수요자의 요구 경도값(HRC 4 2-48)1 만족하는 HRC 44一47를 얻을 수 있었다.
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