탄소강의 열처리

목차

Ⅰ. Introduction

Ⅱ. Backing ground
1. 철강의 분류
2. 강의 열처리
3. 강의 표면경화
4. 구상화처리(Spheroidizing)
5. 실험과정

Ⅲ Experimental Procedure
0. 준비
1. 시편 만들기
2. 연마 (Polishing)
3. 열처리
4. 연마 (Polishing)
5. 마운팅 (mounting)
6. 연마 (Polishing)
7. 부식 (Etching)
8. 조직사진 촬영
9. 경도측정

Ⅳ Presupposition of Result.
1. 경도값 측정
2. 조직사진
3. 결과

Ⅴ Consideration

Ⅵ 참고문헌

본문내용

ndpaper를 사용하여 (#100~2000) 시편의 표면을 연마한다
5. 마운팅 (mounting)
mounting press 에 시편을 넣고 phenolic powder수지를 채운 뒤 가열 가압하여 성형한다.
6. 연마 (Polishing)
마운팅한 시편을 Sandpaper를 사용하여 스크래치를 없앤다. #2000 까지 연마한후 Polishing기계를 사용하여 융에 다시 연마한다
7. 부식 (Etching)
금속시편의 균열, 기포 또는 비금속 개재물 등은 Polishing만 끝나면 잘 관찰된다. 그러나 대부분의 경우 Polishing상태 에서는 미세조직은 잘 관찰되지 않는다. 따라서 결정입계와 상의 경계, 상의 종류 등을 관찰하기 위해서 시편의 표면을 부식시키는 Etching 작업을 한다.
8. 조직사진 촬영
전자현미경(*400)을 사용하여 조직사진 관찰 후 촬영한다.
금속현미경
* 현미경 조작 순서
1) 시편을 올려놓기 전에 mounting한 시편이 광축에 똑바로 수직이 되게 하기 위하여 평압기를 사용한다.
2) 시편을 재물대에 올려놓고 배율을 정한다. (저배율로 부터 시작하여 고배율로 한다)
3) 접안렌즈를 들여다보며 반사경을 움직여 시야가 가장 밝게 하고 밝기가 균일하게 조절한다.
4) 재물대를 올리며 대물렌즈의 아래 끝의 렌즈를 가능한 한 시편에 가까이 놓고, 다음 접안렌즈를 들여다보며 재물대를 조금씩 올려 상이 선명한 곳에서 정지한다.
5) 상의 초점이 잡히면 촬영 렌즈(*100 *400)를 보며 다시 초점을 맞추고 촬영한다. (촬영 렌즈에 기준 선이있는데 초점을 맞추기 위해서는 이 선이 두개로 떨어져 보이도록 해야 한다.)
9. 경도측정
비커스 경도계
* 비커스 경도계 조작 순서
1) 전원 스위치를 ON 시킨다. (하드 ON, 모니터 ON)
2) 영점을 맞춘다.
3) 경도 압입 하중을 50gf로 설정한 후에 모니터를 보
며 초점을 맞추고 start 버튼을 누른다.
4) 압입자가 움직여 시편에 압흔을 남기면 2개의 계측선의 내측 및 압흔의 4개소의 끝에 초점을 맞춘다.
5) 계측 현미경의 좌측 손잡이를 돌려서 좌측 계측선의 내측 (우측)을 압흔의 좌측 끝에 정확히 맞춘다.
6) 계측 현미경의 우측 손잡이를 돌려서 우측 계측선의 내측(좌측)을 압흔의 우측 끝에 정확히 맞춘다.
7) 계측 현미경의 우측의 READ 버튼을 한번 누르면 압 흔이 90도 회전을 하며 D1 값이 계측기 액정모니터에 표시된다.
8) 마찬가지 방법으로 D2를 측정하여 READ 버튼을 누르면 마찬가지로 D2 값이 나오며 동시에 이 값들이 입력되어 고정되면서 연산처리 된 경도값이 표시된다.
9) 위의 방법으로 5회 실시한 후 최고값과 최저값을 뺀 후 평균을 구한다.
Ⅳ Presupposition of Result.
1. 경도값 측정
1) 0.2%C
경 도 값
평 균
Standared
241.4
204.1
219.8
221.7
Spherodize
144.0
117.7
126.7
129.5
Annealing
122.8
132.2
123.1
126.0
Quenching
2242.9
298.0
250.2
263.7
2) 0.4%C
경 도 값
평 균
Standared
255.0
293.9
326.9
291.7
Spherodize
162.0
157.6
162.0
160.5
Annealing
151.2
152.7
156.8
153.6
Quenching
533.2
521.8
477.0
510.7
2. 조직사진
0.2% Standard
0.2% Spherodizing
0.2% Annealing
0.2% Quenching
0.4% Standard
0.4% Spherodizing
0.4% Annealing
0.4% Quenching
3. 결과
1) 경도 비교
* 0.2%C
Quenching>Standard>Spherodizing>Annealing 순으로 나타났다.
위에서 Spheroidizing했을 때의 경도값이 Annealing값에 대해 값이 유사하다.
* 0.4%C
Quenching>Standard>Spherodizing>Annealing 순으로 나타났다.
0.2%C의 결과와 유사하다.
2) 조직사진 비교
* 0.2%C
Grain size
Martensite > 표준시편
> 구상화 처리한 Paerlite
>판상구조 Pearlite
Martensite의 Grain size가 가장 미세하다.
* 0.4%C
0.2%C의 결과와 유사하다.
Ⅴ Consideration
열처리의 변수로는 용체화 처리 온도와 시간, 그리고 냉각속도 등을 들 수 있다.
이번 실험에서는 용체화 처리 온도와 시간은 통일하였고 냉각 방법과 속도의 차이를 두었다. 920 의 온도에서 용체화 처리를 하면 탄소강은 austenite조직이 되는데 이를 수냉하면 martensite조직이 되고 600 에서 annealing을 실시하고 수냉을 실시하면 pearlite조직이 나온다. 여기서600 에서 annealing을 하고 10분을 유지하는 이유는 pearlite조직을 얻기 위함이다. TTT선도를 보면 nose부분의 온도가 대략 550 정도 되는데 이 온도 이하에서 냉각을 하게되면 ferrite와 bainite의 침상조직이 나타나게 되기 때문이다. 700 에서 구상화 처리를 하게되면 pearlite조직의 cementite가 판상구조에서 구상구조로 변화하여 강도와 강성은 저하되지만 연성과 인성이 늘어나게 된다. 실험결과로 볼 때 예상되는 결과는 martensite조직의 경도값이 가장 크게 나올 것이고, 그 다음으로 판상구조의 pearlite, 마지막으로 구상화 처리한pearlite의 경도값의 크기순서가 에상된다.
하지만 실제는 martensite조직의 경도값이 가장 크게 나왔고, 차례로, 구상화 처리한 pearlite, 판상구조 pearlite의 경도값의 크기순서가 나왔다.
위한 실험이었다. 또한 이론적인 결과와 비슷한 결과를 얻은 시험이었다.
Ⅵ 참고문헌
1. '항공기 재료' 김광배외 4인 (2003)
2. 'Material Science and Engineer edt5' R.L
2.
(재료연구정보센터)
3.
(네이버 백과사전)

키워드

탄소강,   열처리,   합금,   철강,   재료공학,   재료,   경도측정,   경도