초록 ▼

제1세부과제 : WC-0.8SiC-10Ni합금을 제조하여 XRD분석으로 건전상의 (WC)SiC의 생성을 확인하였다. 소결체의 밀도를 측정한 결과 이론밀도의 약 98％의 높은 밀도를 나타내었다. WC-10Ni합금의 입도가 수 ㎛에 이르는 반면에 SiC를 피복한 경우에는 0.9㎛로 미세한 입자를 얻을 수 있었고, 입도분포 분석에서 비정상입성장도 억제된 것을 알 수 있었다. 이러한 미세조직적 특성으로 인해 경도는 Hv로 1800로 나타내었다. WC입계를 AES로 점분석한 결과 입계를 둘러싸고 SiC가 검출되었다. 이로써 실험의

제1세부과제 : WC-0.8SiC-10Ni합금을 제조하여 XRD분석으로 건전상의 (WC)SiC의 생성을 확인하였다. 소결체의 밀도를 측정한 결과 이론밀도의 약 98％의 높은 밀도를 나타내었다. WC-10Ni합금의 입도가 수 ㎛에 이르는 반면에 SiC를 피복한 경우에는 0.9㎛로 미세한 입자를 얻을 수 있었고, 입도분포 분석에서 비정상입성장도 억제된 것을 알 수 있었다. 이러한 미세조직적 특성으로 인해 경도는 Hv로 1800로 나타내었다. WC입계를 AES로 점분석한 결과 입계를 둘러싸고 SiC가 검출되었다. 이로써 실험의 의도대로 SiC의 피복효과로 물성이 향상된 Ni기 초경합금을 제조된 것을 확인할 수 있었다. 항절력에 악영향을 끼치는 비정상입성장도 억제되고 입도가 미세하고 균일하게 유지된 것으로, 높은 경도와 인성을 요하는 소재로 사용이 가능할 것이다. 제2세부과제 : 닉켈을 결합금속으로 하고 TiC와 SiC를 첨가한 초미립 복합 탄화 텅스텐 합금을 개발하였다. 결과적으로 0.4∼1.0㎛의 범위를 가지는 미세한 입자 크기와 최고 1830㎏/㎟의 높은 빅커스 미소 경도 값을 얻었고, 97％ 이상의 상대 밀도를 얻었다. TiC의 역할은 W과 고용하여 (W, Ti)C 사이을 형성하고 Ni에 고용하여 Ni?Ti등을 형성하므로 입자 성장 억제 및 경도 상승의 효과를 주는 것으로 나타났다. 이에 대한 증거로는 광학 사진상으로 나타난 (W, Ti)C와 WC상의 형상과 크기로 확인되었고, 또한 전자현미경으로 관찰한 생성 원소들의 미세 분포 특성을 분석하여 제시하였다. 제3세부과제 : 계장화 샬피 충격시험 결과, 극도의 취성을 갖는 초경합금 재료에서는 관성력과 균열개시 하중이 중첩되어 나타나므로 충격시험기의 용량을 변화시키면서 관성력과 균열개시 하중을 분리하는 방안을 제시하였다. 충격시편에 부착한 스트레인 게이지로 측정한 스트레인과 굽힘 변위 사이의 관계로 시편의 굽힘 동적 변위를 구하는 실험 방법을 개발하였다. 그 결과로 얻은 동적 하중-변위 응답 곡선에서 컴플라이언스의 급격한 변화 양상을 관찰할 수 있도록 하였으며, 정확한 균열 개시 하중을 결정할 수 있는 방법으로 제시되었다. 계장화 샬피 충격시험을 이용하여 산정한 초경합금의 동적 균열개시인성치와 평면변형 파괴인성치를 비교하기 위해서 3점 굽힘 시험법과 미소 비커스 압입 균열 방법을 이용한 평면변형 파괴인성치 산출 방법을 도입하였으며, 동적 균열개시인성치가 평면변형 파괴인청치 보다 1.9∼2배 크다는 사실을 규명하였다.

Abstract ▼

1st project : After make WC-0.8SiC-10Ni alloy, by XRD analysis, we confirm SiC coated WC. The density of alloy is 98％ of theoritical density. WC-Ni alloy's grainsize is several ㎛, but WC-0.8 SiC-Ni alloy's grainsize is 0.9㎛. It is checked by analysis of grainsize distribution that abnor mal grain

1st project : After make WC-0.8SiC-10Ni alloy, by XRD analysis, we confirm SiC coated WC. The density of alloy is 98％ of theoritical density. WC-Ni alloy's grainsize is several ㎛, but WC-0.8 SiC-Ni alloy's grainsize is 0.9㎛. It is checked by analysis of grainsize distribution that abnor mal grain growth is prohibited. The micro vickers hardness is 1800㎏/㎟. AES point analysis is examed to get the effect of SiC coating. SiC is detected at the boundary of WC. So we can think the improvement as effect of SiC coating. Abnormal grain growth is removed. The grain size is fine and equally maintained. So it can be used some special part which needed high hardness and thoughness. 2nd project : Complex tungsten carbides of fine grain size and Ni as a binding metal were developed with TiC and SiC as additives. As a result, we obtained a fine grain size in the range of 0.4∼1.0㎛, a high micro-Vickers hardness of 1830㎏/㎟ and a relative density higher than 97％. The role of TiC appeared as to retard grain growth and to enhance hardness by forming (W, Ti)C with W and Ni?Ti with Ni. As an evidence we offered a confirmation of the morp hology of (W, Ti)C and WC phases by optical microscopy and microscopic distribution characteristics of the elements observed by electron microscopy. 3rd project : A dynamic finite element code, INSAMCR (INha Stress Analysis of Moving CRack) program, was used to investigate dynamic fracture behavior of the specimen. A new experimental procedure was developed to obtain rapidly changing dynamic load displacement trace. The crack initiation load was determined with the help of the dynamic load displacement curve. We developed an experimental procedure to locate the exact dynamic crack initiation instant by noticing the loading point where the compliance of the specimen changed rapidly. The three point bend specimen method and the micro Vickers indentation crack method are a dopted to compare the fracture toughness of tungsten carbides cobalt composites and the dynamic crack initiation toughness. The dynamic crack initiation toughness was found to be 1.9∼2 times greater than those two experimental methods.

목차 Contents

• I.서론...11
• II.이론적 배경...14
• III.실험방법...18
• 3-1. 원료분말...18
• 3-2. Silica가 피복된 W말의 제조...20
• 3-3. Sic피복 WC분말의 제조...20
• 3-4. WC-SiC-Ni 소결합금의 제조...20
• 3-5. 용침 실험...20
• 3-6. 분석...21
• IV.실험결과...24
• 4-1. w분말 표면에 규산나트륨 피복...24
• 4-2. 탄화 분말의 분석...25
• 4-3. 소결합금의 분석...31
• 4-4. 용침에 대한 결과...43
• V. 고찰...49
• 5-1. 미세조직, 경도, 항절력에 관한 고찰...49
• 5-2. 계면반응성에 관한 고찰...49
• 5-3. 입자성장에 관한 고찰...52
• 5-4. SiC 피복량에 관한 고찰...52
• VI. 결론...52
• VII. 참고문헌...53
• 제 1 장 서 론...61
• 제 1 절 연구개발의 목적과 범위...64
• 제 2 장 연구방법 및 이론...66
• 제 1 절 초경합금의 결합금속...66
• 제 2 절 물유리 피복이론...66
• 제 3 절 탄화이론...66
• 제 4 절 WC-Ni계 합금의 탄소량 영역...67
• 제 5 절 초경합금의 입자성장 이론...67
• 제 6 절 타 탄화물 첨가에 의한 WC 입성장 억제...67
• 제 7 절 분말의 혼합 및 파쇄이론...70
• 제 8 절 실 험 방 법...70
• 제 3 장 결 과...72
• 제 4 장 고 찰...84
• 제 5 장 결 론...87
• 제 6 장 인용문헌...90