Carbon steel 의 미세조직 관찰 및 경도 측정

목차

1. Introduction

2. Background
2.1. 탄소강의 상태도
2.2. Heat-treatment
2.3 Vickers hardness test

3. Materials and Experimental procedure
3.1. 절단(cut-off)
3.2. 열처리
3.3. 연마(Polishing)
3.4. 부식(Etching)
3.5. 관찰
3.6. 경도 측정

4. 결과 및 고찰
4.1. 열처리에 따른 미세조직
4.2. 열처리에 따른 경도값
4.3 Conclusion

References

본문내용

1. Introduction
강은 열처리를 하여 매우 다양한 조직과 특성을 얻을 수 있다. 같은 성분의 것이라도 열처리 방법에 따라서 그 조직이 크게 달라질 수가 있고, 필요에 따라 철강 재료의 기계적 성질이나 그 밖의 성질을 변화시킬 수 있으므로 기계재료에 효과적으로 이용할 수 있다.
이 실험에서는 0.2 %와 0.4 % 탄소강을 사용하여 열처리 방식과 열처리 온도에 따른 탄소강의 미세조직의 변화를 관찰하고, 비커스 경도계를 이용하여 경도를 측정한다

2. Background
2.1 탄소강의 상태도
Fig. 1. Phase diagram of carbon steel

2.2. Heat-treatment
금속재료에 대해서 희망하는 성질을 부여하기 위해서 여러 가지 적당한 조건으로 가열하고, 여러 가지 냉각조건(냉각속도 및 냉각액)등으로 냉각해서 필요한 강의 성질 및 조직을 얻는 조작을 열처리(heat-treatment)라고 한다.

2.2.1 Quenching
강을 austenite로부터 냉각할 경우 도중의 변태가 저지, 억제되도록 급랭하여 Martensite 조직으로 변화시키는 조작을 Quenching이라 하고, 이 조직은 매우 단단하고 내마멸성과 내충격성이 향상된다. 강의 Quenching은 Austenite 조직에서 Martensite 조직을 얻는 것이므로, Quenching을 할 때에는 우선하여 강을 Austenite 조직이 될 때까지 가열해야 한다. 그러나 Quenching의 온도는 그 강의 조성에 따라 다르며, 아공석강에서는 912 ℃ 이상 30~50 ℃, 과공석강에서는 723 ℃ 이상 30~50 ℃가 적당한 Quenching 온도이다. 그러나 가열 온도, 가열 시간 및 가열 속도에 따라 미용해 탄화물의 잔존, 결정 입도 등이 달라지고, 이것들에 의하여 Martensite 변태에 현저한 영향을 준다. Austenite에 탄화물이 고용하는 속도는 강력한 탄화물 형성 원소를 함유하는 강철에서는 대단히 늦어진다. 또한 온도가 높을수록 탄화물은 고용이 잘된다.

참고 자료

Yun-seok Jang, Je-bong Kim, Ki-ju Kang, 2009, Material for machine, pp 199-200, 209-214, 107-108
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