베어링강의 어안균열발생 메커니즘과 개재물의 특징 (Characteristics of Inclusions of Bearing Steels and Fish-eye Crack Mechanism)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 42권 / 5호 / 419 ~ 427페이지
· 저자명 : 남승훈, 서민수, 서창민, 편영식

초록

STB2-A재와 STB2-R재의 HCF(장수명피로) 범위에서는 표면을 기점으로 하는 표면결함에서 발생한 표면균열에 의해 파괴되는 형태를 취하였고, VHCF(초장수명피로, Nf >10^6 사이클)범위에서는 내부에서 피로균열이 형성되는 어안균열 파괴기구로 되면서 이중 S-N 곡선이 얻어졌다. 이 어안균열의 중심부의 개재물은 TiN, Al2O3를 주성분으로 하며, 흔적이 명확하게 발생하였다. 그러나 STB2-B재에서 생긴 어안균열의 중심부는 Cr매트릭스(matrix)이며, 인근부분의 SEM 사진과 EDS분석 결과는 서로 매우 유사하나, SEM사진상에서는 특정 개재물을 판별할 수 없었다. 그리고 이 어안균열 파괴모드가 장수명피로 영역에서도 발생되면서 이중 S-N곡선이 형성되지 않았다. 개재물의 △K는 STB2-A재와 STB2-R재는 5 MPa√m 에 접근하며, 강재의 △Kth(하한계응력확대계수범위)의 값과 유사하다. 또 어안균열의 △K는 10 MPa√m 에 접근하며 타 연구와 일치하는 경향을 나타내었다. 그러나 STB2-B의 어안균열과 개재물의 △K는 STB2-A재와 STB2-R재보다 약간 높은 값을 취하는 경향을 나타내었다.

영어초록

In the HCF range of STB2-A and STB2-R materials, the fracture was caused by the surface crack generated by the surface defects originating from the surface. In the VHCF range (Nf >10^6), the fracture mechanism of the fish-eye crack in which the internal originating fracture type was formed and the duplex S-N curves were obtained for the both bearing steels. At the center of this fish-eye crack, the inclusions consisted mainly of TiN and Al2O3. However, the center part of the fish-eye crack generated in STB2-B material was Cr matrix. And the SEM photographs and the EDS analysis results of the neighboring parts of the Cr matrix were very similar to each other, and the inclusions could not be discriminated from the SEM photographs. In addition, this fish-eye crack failure mode also occurred in the long life fatigue region, so that no the duplex S-N curve was formed. ΔK of the inclusions was close to 5 MPa√m for STB2-A and STB2-R materials and was similar to the value of △Kth (threshold stress intensity factor range) of steels. In addition, ΔK of fish-eye crack approached 10 MPa√m and showed a tendency to agree. However, the fish-eye cracks and inclusions of STB2-B material tended to take slightly higher values than the STB2-A and STB2-R materials.

참고자료

· 없음