임계간 온도에서 열처리한 구상흑연주철의 미세조직 및 경도 예측 (Prediction of Microstructure and Hardness of the Ductile Cast Iron Heat-treated at the Intercritical Temperatures)

서지정보

· 발행기관 : 한국주조공학회
· 수록지 정보 : 한국주조공학회지 / 43권 / 6호 / 279 ~ 285페이지
· 저자명 : 서남혁, 전준협, 송수영, 김종수, 김민수

초록

본 연구에서는 임계간 온도 범위에서 열처리한 구상흑연주철의 열처리 온도에 따른 물성 예측을 위해 , 인장강도 450 MPa 급구상흑연주철을 다양한 온도에서 열처리한 후 공냉하여 물성 예측에 필요한 미세조직을 분석하고 브리넬 경도를 측정하였다 . 임계간 온도 구간에서 열처리 온도가 증가할수록 구상흑연주철 내 페라이트 분율은 감소함과 동시에 펄라이트 분율은 증가하였으나 , 흑연 구상화율 및 구상흑연입수는 주방상태에서 측정된 값과 유사하였다 . 열처리한 구상흑연주철의 브리넬 경도는 열처리 온도가 증가할수록 점점 증가하였다 . 측정된 합금 조성 및 각 안정상의 분율 , 그리고 문헌에 알려진 구상흑연주철의 브리넬 경도 예측 모델을 활용하여 열처리 온도 별 구상흑연주철의 경도 값을 계산해 본 결과 , 측정값과 매우 유사한 값을 얻을 수 있었다 . 또한 열역학 계산을 통해 예측된 상분율을 활용하여 정확한 경도 예측이 가능할지 확인해보기 위해 , 열처리 온도 별로 구상흑연주철 내 흑연, 페라이트 및 오스테나이트의 부피를 계산한 후, 이를 면적으로 변환하여 동일한 구상흑연주철의 경도 예측 모델에 적용하였다 .
이렇게 열역학 계산과 경도 예측 모델을 동시에 활용하여 계산된 구상흑연주철의 경도 값은 실제 측정한 브리넬 경도 대비 최대27의 오차 범위 내에서 유사한 값을 나타내었다.

영어초록

In order to predict the mechanical properties of ductile cast iron heat treated in an intercritical temperature range, samples machined fromcast iron with a tensile strength of 450 MPa were heat-treated at various intercritical temperatures and air-cooled, after which a micro-structural analysis and Brinell hardness test were conducted. As the heat treatment temperature was increased in the intercritical temperaturerange, the ferrite fraction in the ductile cast iron decreased and the pearlite fraction increased, whereas the nodularity and nodule count didnot change considerably from the corresponding values in the as-cast condition. The Brinell hardness values of the heat-treated ductile castiron increased gradually as the heat treatment temperature was increased. Based on the measured alloy composition, the fraction of each sta-ble phase and the hardness model from the literature, the hardness of the ductile cast iron heat treated in the intercritical temperature rangewas calculated, showing values very similar to the measured hardness data. In order to check whether it is possible to predict the hardness ofheat-treated ductile cast iron by using the phase fraction obtained from thermodynamic calculations, the volumes of graphite, ferrite, and aus-tenite in the alloy were calculated for each temperature condition. Those volume fractions were then converted into areas of each phase forhardness prediction of the heat-treated ductile cast iron. The hardness values of the cast iron samples based on thermodynamic calculationsand on the hardness prediction model were similar within an error range up to 27 compared to the measured hardness data.

참고자료

· 없음