원심주조된 비철금속인 Sn의 기계적 성질에 미치는 금형회전수의 영향

소개글

원심주조된 비철금속인 Sn의 기계적 성질에 미치는 금형회전수의 영향에 대한 보고서 자료입니다.

목차

서론

본론
가.실험방법
1.용해 및 미세조직
2. 경도시험
3.인장시험

나.실험결과

결론
가.실험에 따른 고찰
나.참고문헌

본문내용

M에서 일정
간격을 두고 다른 항복강도를 보이는데, 이러한 이유로는 크게 2가지의 이유를 볼 수 있
는데 첫 번째는 3개중 1개의 시편이 이동 중
충격으로 가공경화가 일어나 그로인하여 인
장강도가 증가하게 되었다고 생각되어진다. 두 번째로는 단면적을 측정 시 치수의 오차
라고 생각되지만 큰 오차의 원인이라고는 생각되어지지 않는다.
그림 7.8.9에서는 항복강도, 극한강도, 파단
강도가 회전수에 따른 변화를 나타내고 있으며, 용융금속의 유동성과 응고의 차이로 인하
여 감소함을 확인 할 수 있다.
3.3 미세조직
Sn의 용융온도에서 용융 후 금형회전수에 따른 미세조직에 미치는 영향을 조사하기 위해 원심 주조 한 시편을 각각의 100, 300, 500RPM의 미세조직을 광학현미경으로 나타낸 것이다. 우선적으로 금형회전속도가 빠를수록 용탕온도가 더 낮아지며 결정립도 더 미세하게 될 것이라고 예상하며 실험에 임하게 되었다. 회전수가 증가할수록 큰 차이를 보이지는 않았지만 100RPM, 300RPM은 결정립의 크기가 미비하지만 줄어드는 것을 확인 할 수 있으며, 500RPM에서는 결정립의 크기의 변화를 크게 확인 할 수 없었다. 100RPM과 같은 경우에는 과한 부식으로 표면이 탄 모습을 관찰할 수 있다. 회전속도의 차이로 냉각 효과를 확인할 수 있는데 회전수의 증가로 주물의 냉각속도가 빠르며 그에 따른 시편의 미세조직과 결정립의 크기에 영향을 그림(6)를 통해 확인 할 수 있다.
미세 조직 사진을 확인 할 때 결정립계가 확연하게 나타나지 않았는데 이러한 이유로는
입계(grain boundary)가 입계면(grain)보다 부식에 취약한데, 연마 과정에서 입내 부식이 이루어진 것이라 생각되며 입내 부식의 원인
으로 예상 되는 것은 연마 시 액체와 접촉 하고 있기 때문에 부식이 일어나게 되는데, 더 가중 되는 것은 속도이며 속도는 연마의 마지막 단계에서는 특히 중요한 부분으로 작용하는데 속도 조절의 적정성을 이루어야 한다. 미세연마 시 속도를 기준 이상으로 올려서 했던 것이 부식을 일으켰던 것 같다. 시편과 연마지의 접촉면이 계속적으로 일정하지 않기 때문에 적당한 속도로 연마가 필요하다. 또한 연마 시 연마 시간도 부식의 원인이다. 장시간의 연마로 인하여 산화가 더욱 진행 되었을 것이라 생각되어진다.
4.결론
원심주조 된 비철금속인 Sn의 기계적 성질에 미치는 금형회전수 증가에 따른 영향에 대해 조사하기 위한 수치해석 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.
1)금형 회전수 100, 300, 500RPM의 증가에 따른 원심주조 된 주석의 경도는 100, 300RPM에서 용융주석의 응고 속도에 따른 결정립 크기의 감소로 인하여 증가함을 보였으며, 500RPM은 회전수가 증가는 있지만 회전축의 안과 밖의 응고시간의 차이로 인해 위치에 따른 경도값을 나타내었다.
2)회전수의 증가로 인하여 기계적 특성인 항복강도, 극한강도, 인장강도가 감소함을 나타내었다. 또한 파단 되는 시편의 위치에 따라 회전수에 따른 관성모멘트의 영향으로 용융금속 입자의 이동속도가 빨라져 금형 축과 밖의 확산 및 응고 시간의 차이로 인하여 입자의 충진율 차이로 인하여 파단 위치의 차이를 나타내며, 특정 시편에서 실험도중의 가공경화로 인하여 인장강도의 차이를 알 수 있었다.
3)금형의 회전 속도의 변화로 인하여 결정립 크기 기계적 성질의 변화가 나타나며, 미세조직의 부식 및 국부적으로 인하여 결정립 크기 변화를 정확히 확인 할 수 없지만 경도, 인장강도의 변화로 인하여 결정립의 크기의 변화를 유추 할 수 있었다.
참고문헌
[1]주조공학, 선학출판사, 최성갑, 박영훈, 235~239p
[2]최신재료가공을 위한 생산제조공학, 북스힐, 김병희, 변성광 외 6명, 226~229p
[3](논문,주조공학공회지) 비철금속의 원심주조법, 김석원
[4](논문,주조공학공회지) 원심주조 한 Al-Cu합금의 응고특성에 미치는 유동속도와 용질농도의 영향
[5]원심주조된 내열강의 미세조직 및 기계적성질에 미치는 단조 조건의 영향
[6]원심분사주조법에 의한 Cu-X(=, W) 복합재료의 미세조직 및 복합화
100 RPM
RPM
100
300
500
최대값
최소값
시험횟수
시험하중(N)
압입자의 압입자국 길이(μm)
압입자의 압입자국 길이(μm)
압입자의 압입자국 길이(μm)
결 과
1
100
154.3
160.6
7.4
146.4
148.5
8.5
148.0
146.8
8.5
평 균
2
154.0
154.1
7.8
130.2
123.0
11.5
167.5
161.3
6.8
100
7.65
3
162.3
157.7
7.2
144.8
144.8
8.7
157.0
155.2
7.6
300
8.98
4
153.6
154.0
7.8
137.2
137.3
9.7
154.0
154.8
7.7
5
151.4
150.3
8.1
148.3
146.2
8.5
79.0
79.0
29.1
500
7.65
6
159.9
158.9
7.2
146.9
146.9
9.0
×
×
×
<풀이>
100 RPM
최대값
최소값
횟수
경도
1
2
3
4
5
6
0.00748
0.007814
0.007244
0.00784
0.008149
0.007298
※주의 사항은 비커스 경도 측정 값의 길이는 μm이므로 마지막 측정 값은 mm로 변환 한다.
500 RPM
최대값
최소값
횟수
경도
1
2
3
4
5
6
×
0.008535
0.006861
0.00761
0.007779
0.029713
×
※주의 사항은 비커스 경도 측정 값의 길이는 μm이므로 마지막 측정 값은 mm로 변환 한다.
구간
풀이
항복강도
결과
극한강도
결과
파단강도
결과
풀이
100
377.69
554.16
56.56
300
334.73
511.59
52.83
500
321.08
489.73
49.14
측정값
Ⅰ
377.155
553.401
56.507
Ⅱ
334.992
513.529
53.205
Ⅲ
320.872
489.306
49.097
※비고 : 실험데이터상에는 kN으로 나타있기 때문에 MPa의 값을 얻기 위하여 계산
계산된 값과 측정값의 오차는 각각이 아닌 각 지름과 항복강도, 극한강도, 파단강도의 평균값으로 계산

키워드

비철금속,   원심주조,   Sn,   기계적성질,   금형회전수