• 분석과학
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• 제13권2호
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• pp.200-207
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• 2000

구상흑연 주철과 고압처리된 Ni-C 합금에서 SEM, HRTEM, EELS 등을 이용하여 구상흑연 입자의 성장 기구를 연구하였다. 두 시료로부터 추출된 각각의 구상흑연입자의 내부 미세조직 및 격자상이 서로 비교되었으며 EELS를 이용하여 각 구상흑연 입자 내부에서 흑연결합을 하는 $sp^2$와 다이아몬드 결합을 하는 $sp^3$의 비가 측정되었다. 구상흑연 주철에서의 구상흑연 입자는 뚜렷한 결정립계면 및 조대한 결함을 갖고 있었다. 반면에 고압처리된 Ni-C 합금 내부에 생성된 구상흑연 입자는 구상흑연 주철의 것에 비해 미세조직 내부의 결함이 현저히 적었으며 안정한 다이아몬드 결합을 하는 $sp^3$ 결합을 다량 함유하고 있었다. 본 실험에서의 구상흑연 입자 내부의 미세조직 및 결합 특성상의 차이는 고압처리된 Ni-C 합금에서의 구상흑연 입자가 구상흑연 주철에서의 구상흑연 입자와는 다른 기구에 의하여 성장하였다는 것을 보여주는 증거이다.

• 한국주조공학회지
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• 제43권6호
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• pp.279-285
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• 2023

본 연구에서는 임계간 온도 범위에서 열처리한 구상흑연주철의 열처리 온도에 따른 물성 예측을 위해, 인장강도 450 MPa 급 구상흑연주철을 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 최대 27의 오차 범위 내에서 유사한 값을 나타내었다.

• 분석과학
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• 제6권2호
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• pp.149-156
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• 1993

고온고압하(高溫高壓下)에서의 Ni-C 액상(液相) 중에서 구상흑연입자(球狀黑鉛粒子)의 형성과정을 밝히기 위한 실험적인 관찰을 행하였다. 구상 흑연입자는 다이아몬드 안정역에서 유지하는 동안 안정한 형태로 생성되어 성장하였다. 이 때의 구상 흑연입자는 다결정형태(多結晶形態)가 아닌 연속적으로 성장한 많은 결함을 포함하는 단결정형태(單結晶形態)(fullerene형(型))를 하고 있었다. 표면분석기(表面分析機)(Auger electron spectroscope) 및 고분해능(高分解能) 투과전자현미경(透過電子顯微鏡)을 이용한 분석결과 구상 흑연 입자는 $sp^2$ 및 $sp^3$ 결합을 갖는 탄소원자가 혼재(混在)되어 있는 결정상태임이 밝혀졌다. 다이아몬드 안정역으로부터 흑연 안정역으로 압력이 감소함에 따라 흑연입자의 모양이 구형(球形)에서 평판형(平板形)으로 연속적으로 변해가는 것이 관찰되었다. 다이아몬드 안정역에서 형성되는 구상 흑연입자는 $sp^3$ 결합을 가지는 탄소 원자의 안정적인 존재 때문인 것으로 해석되었다. 많은 결함을 포함하는 큰 크기의 fullerene형(型) 구상 흑연입자가 연속적으로 성장하는 사실은 Kroto가 예측한 대형 fullerene의 성장과정을 실험적으로 뒷받침해 주는 결과라 생각한다.

• 한국주조공학회지
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• 제24권2호
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• pp.101-107
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• 2004

회주철 및 구상흑연주철에 있어서 압탕방안 및 합금원소가 수축결함의 생성에 미치는 영향을 연구하였다. 두 종류의 압탕방안으로 실린더형상의 계단상시편을 제조하였으며 회주철의 경우 5조성(ISO 150, 200, 250, 300, 350), 구상흑연주철의 경우 6조성(SG 10, 20, 30, 40, 50, 60)을 사용하였다. 회주철 및 구상흑연주칠 공히, 1차 압탕방안의 경우 액상수축에 의한 1차수축결함이 후육부의 표면에 발생하였으며 수축결함의 내면은 매끄러웠다. 회주철의 경우 응고수축에 의한 2차수축결함은 생성되지 않았으나 구상흑연주철의 경우 모든 시편의 내부열점에 2차수축결함이 발생하였고 그 내면은 거칠었다. 2차압탕방안의 경우 회주철의 모든 시편에서는 1차 및 2차수축결함이 발생되지 않았다. 그러나 구상흑연주철의 경우 탄화물 생성원소가 첨가된 SG 40, 50 및 60의 3조성에서 2차수축결함이 열점에 생성되었다. 견고한 ���V주형을 사용하였기 때문에 주형벽이동으로 인한 표면팽창은 어느 경우에도 관찰되지 않았다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1993년도 춘계학술대회 및 공장견학
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• pp.63-69
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• 1993

오스템퍼링 한 저합금구상흑연주철 은 일반의 구상흑연주철의 기지조직을 베이나이트로 함으로써 치수변화가 적고, 균열의 위험성이 없으며 또한 강도 및 인성이 좋은 특성을 지니고 있기 때문에 강에 필적할 만한 성질을 가진다는 것은 잘 알려져 있지만 주철은 주조한 그대로 사용한다는 개념이 강하여 지금까지 거의 공업적으로 이용되지 않았다. 그런데 최근 이 주철이 고응력을 받는 기계부붐에 적용되어 중형 및 대형의 gear wheel에 퍼얼라이트와 조질된 구상흑연주철 및 강을 대체하게되어 미국, 핀란드 및 영국 등에서는 자동차 후차축의 링 기어, 피니언 기어 및 크랭크축에 이르기까지 사용되기 시작하였고, 그 결과가 경제적으로도 은강품보다 오히려 유리하다고 보고되어 오늘날 자동차공업 부문에서도 맣은 주목을 모으고 있다.

• 한국주조공학회지
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• 제8권3호
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• pp.322-328
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• 1988

3.9%C-2.0%Si-Fe 조성의 압분체(壓粉體)를 $1350^{\circ}$, Ar가스 분위기에서 50분간 용해한 용탕에 시판(市販) misch metal과 misch metal hydride인 MmH와 $MmH_2$를 각각 여러비율로 첨가(添加)한후 서냉(徐冷)및 급냉(急冷)한 시편의 흑연형상(黑鉛形狀)의 변화로부터 misch metal hydride의 구상화능(球狀化能)과 흑연구상화(黑鉛球狀化) 기구(機構) 로서의 기포설(氣泡說)의 타당성을 고찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) Misch metal은 0.5% 이상, 그리고 misch metal hydride는 0.25% 이상 첨가한 때 구상흑연(球狀黑鉛)과 CV 흑연(黑鉛)이 나타났으며, misch metal hydride를 첨가한 때가 misch metal에 비하여 흑연립수(黑鉛粒數)가 더 많았다. 이와같이 misch metal hydride의 첨가량이 misch metal에 비하여 적었음에도 흑연립수(黑鉛粒數)가 더 많은 것을 보면 Mm으로부터 방출되는 다수(多數)의 수소기포(水素氣泡)가 구상흑연(球狀黑鉛)의 정출장소로 되는 것으로 해석되기 때문에 기포설(氣泡說)이 타당하다고 생각된다. 2) Misch metal 과 misch metal hydride의 첨가량(添加量)이 1.0%로 증가되면 두경우 모두 흑연립수(黑鉛粒數)가 감소하였다. 이는 용탕중에 개재된 수소기포(水素氣泡)의 실수율차이에 의한 잔류 수소기포수의 증가율둔화와 첨가량(添加量)의 증가에 따른 잔류 misch metal량의 상대적(相對的) 증가로 인한 다량의 잔류 misch metal이 응고과정에서 수소를 재흡수 용해하여 흑연입수를 결정하는 용탕중의 유효수소기포수(有效水素氣泡數)를 감소시켰기 때문으로 생각된다.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권1호
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• pp.82-87
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• 2012

For different ferrite-pearlite matrix structure, contain more than 90% spheroidal ratio of graphite, GCD 45-3, GCD 50, GCD 60 series and 70%, 80%, 90% spheroidal ratio of graphite, GCD 40, GCD 45-1, GCD 45-2 series, this paper has carried out rotary bending fatigue test, estimated maximum and mean size of spheroidal graphite, investigated correlation. It was concluded as follows. (1) Fatigue limit in $10^7$cycles and numbers of spheroidal graphite per 1$mm^2$ was linear relation. (2) projection area of graphite can be used to predict fatigue limit of Ductile Cast Iron. The Statistical distribution of extreme values of projection area of defects may be used as a guideline for the control of inclusion size in the steelmaking processes.

• 한국주조공학회지
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• 제41권5호
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• pp.411-418
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• 2021

Ni 혹은 Cu 첨가에 따른 고규소 고용강화 페라이트계 구상흑연주철의 기계적 성질과 미세조직 변화를 실험적으로 확인하기 위해, Ni 및 Cu 투입량을 3.0wt% 이내 그리고 0.9wt% 이내에서 조절하여 시편단위 사형주조를 진행하였다. 실험 결과 고용강화 페라이트계 구상흑연주철 내 Ni 혹은 Cu 함량이 증가하면 합금 내 강도 특성과 경도가 증가하였고 연성은 감소하였다. 한편, 합금 내 Ni 및 Cu 함량이 비슷한 경우, Ni이 포함된 고용강화 페라이트계 구상흑연주철보다 Cu가 포함된 합금이 더 높은 펄라이트 분율을 나타내었다. Ni이 포함된 고용강화 페라이트계 구상흑연주철의 미세조직에 미치는 기계적 성질의 경우에는 펄라이트 분율이 10% 이내 일 때 강도, 경도, 연신율이 우수하였으나, 펄라이트 분율이 10% 이상 증가할 경우 급격한 연신율 감소를 나타내었다. 한편, Cu가 첨가된 고용강화 페라이트계 구상흑연주철의 경우에는 펄라이트 분율 증가에 따라 강도와 경도는 점점 증가하였으며 연신율은 점점 감소하는것을 확인하였다. 고용강화 페라이트계 구상흑연주철 내 첨가원소에 따른 이러한 미세조직과 기계적 성질 차이는 Cu 대비 Ni의 낮은 펄라이트 안정화 효과와 첨가원소 함량에 따른 기지상 강화효과 차이가 복합적으로 작용하였기 때문으로 판단된다.

• 한국주조공학회지
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• 제42권4호
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• pp.248-254
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• 2022

• 자원리싸이클링
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• 제9권1호
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• pp.15-20
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• 2000

Zn을 많이 함유하는 銅scrap(자동차용강판, Zn표면처리강판 등)을 이용하여 구상흑연주철을 제조한 경우 구상화가 제대로 이루어 지지 않았다. Sb을 많이 함유하는 銅scrap을 이용하여 구상흑연주칠을 제조한 경우에는 기지 층의 퍼얼라이트량이 증가하였다. 퍼얼라이트량이 증가하면 인장강도 및 경도는 증가하지만 연산율은 감소하였다. Mn, Cr을 많이 함유한 銅scrap(기계구조용강판, 가단주철)을 이용하여 구상흑연주출을 제조한 경우에는 피얼라이트량이 증가하였으며, 인장강도 및 경도도 증가하였다.