• Title/Summary/Keyword: 마모 거동

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A Study on the Effects of Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification (UNSM) and Wonder Process Craft (WPC) Treatments on Tribological Properties of SUJ2 Bearing Steel (SUJ2 베어링 강의 트라이볼로지 특성에 대한 초음파나노표면개질 (UNSM) 및 원더프로세스크래프트 (WPC) 처리 효과 연구)

  • Amanov, A.;Karimbaev, R.;Cho, I.H.;Kim, E.J.
    • Tribology and Lubricants
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    • v.38 no.4
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    • pp.170-178
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    • 2022
  • Mechanical surface treatment is an excellent approach widely used to modulate and improve the performance and service life of bearings, gears, and frictional joints. The main purpose of this study is to investigate and compare the effect of ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) and wonder process craft (WPC) on the surface and tribological properties of SUJ2 bearing steel. The surface roughness and hardness of the untreated and treated (UNSM- and WPC-treated) specimens were measured and compared. Their tribological properties were evaluated using a micro-tribometer under grease-lubricated and dry conditions against itself. Surface hardness measurement results revealed that both the UNSM- and WPC-treated specimens had a higher hardness than that of the untreated specimen. The surface roughness of the untreated specimen was reduced after UNSM and WPC treatments. Abrasive wear mode was observed on the surface of the specimens worn under grease-lubricated conditions, while adhesive wear mode was found on the surface of the specimens worn in dry conditions. According to the tribological test results, the friction coefficient and wear rate of the untreated specimens were reduced by the application of both the UNSM and WPC treatments under grease-lubricated and dry conditions.

Tribological Behavior Analysis of WC-Ni-Cr + Cr3C2 and WC-Ni-Cr + YSZ Coatings Sprayed by HVOF (고속 화염 용사법으로 제조된 WC계 Cr3C2 코팅과 WC계 YSZ 코팅의 마찰 및 마모 거동 연구)

  • Tae-Jun Park;Gye-Won Lee ;Yoon-Suk Oh
    • Journal of Powder Materials
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    • v.30 no.5
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    • pp.415-423
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    • 2023
  • With the increasing attention to environmental pollution caused by particulate matter globally, the automotive industry has also become increasingly interested in particulate matter, especially particulate matter generated by automobile brake systems. Here, we designed a coating composition and analyzed its mechanical properties to reduce particulate matter generated by brake systems during braking of vehicles. We designed a composition to check the mechanical properties change by adding Cr3C2 and YSZ to the WC-Ni-Cr composite composition. Based on the designed composition, coating samples were manufactured, and the coating properties were analyzed by Vickers hardness and ball-on-disk tests. As a result of the experiments, we found that the hardness and friction coefficient of the coating increased as the amount of Cr3C2 added decreased. Furthermore, we found that the hardness of the coating layer decreased when YSZ was added at 20vol%, but the friction coefficient was higher than the composition with Cr3C2 addition.

A Dynamic Behavior Evaluation of the Curved Rail according to Lateral Spring Stiffness of Track System (궤도시스템의 횡탄성에 따른 곡선부 레일의 동적거동평가)

  • Kim, Bag-Jin;Choi, Jung-Youl;Chun, Dae-Sung;Eom, Mac;Kang, Yun-Suk;Park, Yong-Gul
    • Proceedings of the KSR Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.517-528
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    • 2007
  • Domestic or international existing researches regarding rail damage factors are focused on laying, vehicle conditions, driving speed and driving habits and overlook characteristics of track structure (elasticity, maintenance etc). Also in ballast track, as there is no special lateral spring stiffness of track also called as ballast lateral resistance in concrete track, generally, existing study shows concrete track has 2 time shorter life cycle for rail replacement than ballast track due to abrasion. As a result of domestic concrete track design and operation performance review, concrete track elasticity is lower than track elasticity of ballast track resulting higher damage on rail and tracks. Generally, concrete track has advantage in track elasticity adjustment than ballast track and in case of Europe, in concrete track design, it is recommended to have same or higher performance range of vertical elastic stiffness of ballast track but domestically or internationally review on lateral spring stiffness of track is very minimal. Therefore, through analysis of service line track on site measurement and analysis on performance of maintenance, in this research, dynamic characteristic behaviors of commonly used ballast and concrete track are studied to infer elasticity of service line track and experimentally prove effects of track lateral spring stiffness that influence curved rail damage as well as correlation between track elasticity by track system and rail damage to propose importance of appropriate elastic stiffness level for concrete and ballast track.

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Study on Structural Integrity and Dynamic Characteristics of Knuckle Parts of KTX Anti-Roll Bar (KTX 고속열차 안티롤바 너클부의 동특성 및 구조 안전성 평가)

  • Jeon, Kwang Woo;Shin, Kwang Bok;Kim, Jin Woo;Jeong, Yeon Il
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.37 no.8
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    • pp.1035-1041
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    • 2013
  • To evaluate the structural integrity and dynamic characteristic of the knuckle part of a KTX anti-roll bar, an experimental and a numerical approach were used in this study. In the experimental approach, the acceleration and strain data for the knuckle parts of the KTX and KTX-SANCHUN anti-roll bar were respectively measured to evaluate and compare its structural dynamic characteristics under the operating environments of the Honam line. In the numerical approach, the evaluation of its structural integrity was conducted using LS-DYNA 3D, and then, the reliability of the finite element model used was ensured by a comparative evaluation with the experiment. The numerical results showed that the stress and velocity field of the knuckle part composed of a layered structure of a thin steel plate and rubber were more moderate than those of the knuckle part made of only a thick steel block owing to the reduction of relative contact between the knuckle and the connecting rod. It was found that the knuckle part made of a thin steel plate and rubber was recommended as the best solution to improve its structural integrity resulting from the elastic behavior of the KTX anti-roll bar being enabled under a repeating external force.

아크 이온플레이팅법으로 증착된 CrN계 박막의 특성 및 내마모성에 대한 연구

  • 백운승;여현동;박신민;채병규;김규호;권식철
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.37-37
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    • 1999
  • Cr-N 계 박막은 경도가 높고 치밀한 층을 형성할 수 있으므로 현재 금형과 기계류 핵심부품의 내마모 및 내식성 향상을 위한 대표적인 물질로 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 아크 이온플레이팅 장비를 이용하여 질소분압, 바이어스 전원 등의 변화에 따른 Cr-N계 박막의 결정성 및 표면상태, 증착율, 그리고 내마모성을 조사하였다. Cr-N 계 박막을 증착하기 위해서 사용한 시편은 $20MM{\phi}{\times}4mmt$ 크기의 고속도 공구강 디스크이었으며, Trichloroethylene에서 5분간 초음파 세척을 한 후 건조하여 진공용기 내에 장착하였다. 박막을 증착하기전 시편의 표면을 깨끗하게 하기 위해서 Ar 이온 충격으로 플라즈마 전처리를 하였다. 증착된 Cr-N 계 박막의 두께는 CALOTEST와 XRF 두께 측정기를 이용하여 측정하였으며, 박막의 결정성과 내마모성은 X-선 회절분석기와 tribometer로 관찰하였다. 아크 전류를 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막의 경우 층작율은 아크 전류가 50A에서 80A로 증가함에 따라 45nm/min에서 87nm/min으로 증가하였다. 그리고 바이어스 펄스의 duty-on 시간과 주파수가 증가할수도록 박막의 증착율은 감소함을 알 수 있었다. Duty-on 시간과 주파수의 증가는 기판에 오랫동안 이온의 충격을 가하므로서 상대적으로 가벼운 질소이온이 크롬과 결합하는 것을 방해하여 박막의 증착율이 감소할 것이다. 기판에 인가하는 바이어스 펄스의 duty-on 시간을 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막에 대한 X-선 회절상을 조사한 결과 duty-on 시간이 20%인 경우에는 Crn(111), CrN(200)와 Crn(220) 피크 들만 나타나 입방정의 CrN 박막이 형성되었으며, duty-on 시간의 증가에 따라 $Cr_2N$ 상의 형성이 점점 많아져 80% duty-on 시간 경우에는 거의 CrN과 $Cr_2N$ 상이 공존하는 것으로 나타났다. 또한 duty-on 시간이 증가할수록 회절피크의 세기가 증가하여 결정화가 더 많이 진행되어짐을 알 수 있었다. 마찬가지로 바이어스 펄스이 주파수에 다른 결정성의 변화도 펄스의 주파수가 증가할수록 박막이 결정성이 좋아지고 $Cr_2N$ 상이 쉽게 형성되었다. 증착 진공도에 따른 결정성은 상대적으로 질소의 농도가 높은 낮은 진공도에서는 CrN 상이 주로 형성되었으며, 반대로 높은 진공도에서는 $Cr_2N$ 상이 많이 만들어졌다. 즉 $1.3{\times}10^{-2}Torr$의 증착 진공도에서는 CrN 상만이 보이는 반면 $9.0{\tiems}1-^{-2}Torr$ 진공도에서부터 $Cr_2N$ 상이 형성되기 시작하여 $5.0{\tiems}10^{-2}Torr$ 진공도에서는 두개의 상이 혼재되어 있음을 알 수 있었다. 박막의 내마모성을 조사한 결과 CrN 박막의 마찰 계수는 초기에 급격하게 증가한 후 0.5에서 0.6 사이의 값으로 큰 변화를 보이지 않았으며, $Cr_2N$ 박막도 비슷한 거동을 보였다.

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Effect of Vanadium Addition on the Cavitation Erosion Resistance of Fe-Cr-Ni-Si-C Hardfacing Alloy (Fe-Cr-Ni-Si-C계 경면처리 합금의 Cavitation Erosion 저항성에 미치는 Vanadium 첨가의 영향)

  • 김경오;김준기;장세기;김선진;강성군
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 1998.11a
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    • pp.72-72
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    • 1998
  • 원자력발전소 1차계통내 밸브의 경면처리(hardfa따1잉에 사용되는 재료는 $90~343^{\circ}C$의 고온과 높은 접촉응력 그리고 급격한 압력변화가 일어나는 환경에서 사용되기 때문에 내마모성과 내식성 그리고 cavitation erosion 저항성이 우수한 Co계 Stellite 합금이 현재 사용되어진다. 그러나 Co가 원력발전소 1차계통의 방사선장을 형성하는 주요 원소로 알려지면서 S Stellite 합금을 대체할 수 있는 Fe계 경면처리용 합금을 개발하려는 연구가 진행되고 있다. 현재 Fe계 경면처리용 합금의 개발은 적절환 팝금원소를 첨가하여 적충결함에너지를 낮춤 으로써 전위의 교차슬립을 억제하여 표면을 경화시키고, 소성변형을 억제하여 마모저항성을 향상시키려는 방법으로 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 Fe-Cr-Ni-Si-C 합금에 Fe계 합금의 적충결함에너지를 감소시키는 것으로 알려진 vanadium을 0, 1, 2wt%첨가하여 첨가량의 변화가 cavitation erosion 저항성에 미치 는 영향을 조사하였다. Cavitation erosion 실험은 초음파를 이용하여 미세한 기포를 발생시키는 vibratory type으로 A ASTM G-32 규격에 따라 제작된 실험장치를 이용하여 $25{\pm}2^{\circ}C$의 온도의 증류수 속에 잠긴 상태에서 실시하였다. 시면은 지름 16mm, 두게 7mm의 버턴형태로 vanadium 첨가량을 변화시킨 조성을 아크 용융 방법을 이용하여 제작하였으며 hom끝단부에 부착하여 cavitation e erosion 저항성 살험을 하였다. 시편의 cavitation erosion 실험시간에 따른 무게감소량을 측 정하였으며 cavitation erosion 시킨 시편의 표면을 SEM으로 관찰하였다.겨지는 열전달 매체액 과 신규 부식억제제가 적용된 시스템 등 객관적으로 확인된 부식억제제 시스랩에 대 하여 다양한 평가 방법을 동원 비교분석하고자 하였다. 실험은 KSM 2142에 의한 무게감량법, 분극곡선 측정에 의한 $E_P$(공식개시전위), $E_R$(재부동태화전위) 측정, 시간에 따른 자연전위 변화 측정 빛 이때의 부식속도(선형분극법), 인위적인 피막 파괴 전,후 의 전위 변화 및 부식속도 측정법에 의한 국부부식 발달 저지능 등을 평가하여 각 실험결과를 비교분석하여 보았다. 수록 민감하여 304 의 IGSCC 와 매우 유사한 거동을 보인다. 본 강연에서는 304 와 600 의 고온 물에서 일어나는 IGSCC 민감도에 미치는 환경, 예민화처리, 합금원소의 영향을 고찰하고 이에 대한 최근의 연구 동향과 방식 방법을 다룬다.다.의 목적과 지식)보다 미학적 경험에 주는 영향이 큰 것으로 나타났으며, 모든 사람들에게 비슷한 미학적 경험을 발생시키는 것 이 밝혀졌다. 다시 말하면 모든 사람들은 그들의 문화적인 국적과 사회적 인 직업의 차이, 목적의 차이, 또한 환경의 의미의 차이에 상관없이 아름다 운 경관(High-beauty landscape)을 주거지나 나들이 장소로서 선호했으며, 아름답다고 평가했다. 반면에, 사람들이 갖고 있는 문화의 차이, 직업의 차 이, 목적의 차이, 그리고 환경의 의미의 차이에 따라 경관의 미학적 평가가 달라진 것으로 나타났다.corner$적 의도에 의한 경관구성의 일면을 확인할수 있지만 엄밀히 생각하여 보면 이러한 예의 경우도 최락의 총체적인 외형은 마찬가지로 $\ulcorner$순응$\lrcorner$의 범위를 벗어나지 않는다. 그렇기 때문에도 $\ulcorner$

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Control of Crowning Using Residual Stress induced by the Difference of Tehermal Expansion Between Ceramic and Carbon Steel in Ceramic Cam Follower (열팽창계수차에 기인된 잔류응력을 이용한 세라믹 캠 팔로우어의 크라우닝 제어)

  • Choe, Yeong-Min;Lee, Jae-Do;No, Gwang-Su
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.10 no.10
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    • pp.703-708
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    • 2000
  • As the engine design changes to get high efficiency and performance of commercial diesel engine, surface w wear of the earn follower becomes an important issue as applied load increasing at the contact face between cam follower and cam. We developed the ceramic cam follower made of sili$\infty$n nitride ceramic which was more wear resistant than the cast iron or sintered metal cam follower. Ceramic cam follower was made by direct brazing of thin ceramic disk to steel body using an active brazing alloy without the interlayer. In-situ crowning(R), resulted from the difference of thermal expansion coefficient between ceramic and carbon steel after direct brazing without any stress-relieving inter]ayer, could be controlled. When a earbon steel was heated above $A_{c1}$ point and then c$\infty$led, the expansion curve represented a hysteresis. Appropriate crowning was achieved below the $A_{c1}$ point(about $723^{\circ}C$) and crowning increased with brazing temperature exponentially above the $A_{c1}$ point. Optimum brazing temperature range was from 700 to $720^{\circ}C$. We developed successfully the ceramic cam follower having appropriate crowning and being inexpensive. Also we could successfully control the crowning of ceramic earn follower by hysteresis behavior of thermal expansion of earbon steel during direct brazing process.

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