• 열처리공학회지
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• 제19권5호
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• pp.270-279
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• 2006

The effects of eight types of spheroidizing annealing conditions including annealing temperature, annealing time, cooling rate, and furnace atmosphere on the microstructure and hardeness were determined in SCM440 steel which has been widely used for automotive parts. The well-spheroidized structure and minimum hardness were obtained when the steel was heat-treated at $770^{\circ}C$ for 6 hours, cooled to $720^{\circ}C$ at a cooling rate of $24^{\circ}C/h$, and then kept for 7 hours at the $720^{\circ}C$ followed by air cooling. In order to increase the productivity and to save the manufacturing cost, it is desirable to apply a faster cooling rate to the spheroidizing annealing. It was found that a cooling rate of $100^{\circ}C/hr$ was the fastest cooling rate applicable to the SCM440 steel among the four cooling rates used in this study. The microstructure consisted of ferrite and very fine spheroidized cementite when the steel was annealed for 13 hours at $720^{\circ}C$ below $A_{C1}$ temperature. This was caused by the short annealing time and the retarding effect of Cr and Mo on both the dissolution of pearlite to cementite and coarsening of spheroidized cementite. The steel heat treated in air showed the decarburized layer of about $125{\mu}m$ in thickness at the surface.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권11호
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• pp.708-712
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• 2008

The influence of high temperature gas nitriding (HTGN) in STS347 and STS310S steels was experimentally investigated. The HTGN was carried out at $1,050^{\circ}C{\sim}1,150^{\circ}C$ for 10 hrs in a gaseous atmosphere containing $1kg/mm^2$ of nitrogen. After HTGN, fine precipitates of $Cr_2N$ and NbN appeared in austenite on the surface of STS 347, while nitrogen pearlite, which was layeredof $Cr_2N$ and austenite alternatively, appeared in austenite on the surface of STS 310S. The surface hardness of HTGN-treated, STS 347 and STS 310S specimens was 250~360 Hv and 270~400 Hv, respectively, depending on the temperature of HTGN. The nitrogen content was analyzed 1.4 wt% and 1.6 wt% at the surface layer of STS 347 and STS 310S steels, respectively. In addition, an improvement in the corrosion resistance of HTGN treated specimens was observed.

• 소성∙가공
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• 제30권2호
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• pp.91-98
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• 2021

The present study deals with the microstructure and mechanical properties of 700 MPa-grade high-strength seismic resistant reinforced steel bars fabricated by various TempCore process conditions. For the steel bars, in the surface region tempered martensite was formed by water cooling and subsequent self-tempering during TempCore process, while in the center region there was ferrite-pearlite or bainite microstructure. The steel bar fabricated by the highest water flow and the lowest equalizing temperature had the highest hardness in all regions due to the relatively fine microstructure of tempered martensite and bainite. In addition, the steel bar having finer microstructures as well as the high fraction of tempered martensite in the surface region showed the highest yield and tensile strengths. The presence of vanadium precipitates and the high fraction of ferrite contributed to the improvement of seismic resistance such as high tensile-to-yield strength ratio and high uniform elongation.

• 한국재료학회지
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• 제2권1호
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• pp.65-75
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• 1992

0.4wt% C을 함유하는 기존의 기계구조용 탄소강에 V과 Nb을 단독 또는 복합으로 첨가한 열간단조용 비조질강의 기계적 성질을 조사하고, 미세조직과 셔출물의 분포 및 형상을 관찰하였으며 첨가원소의 영향을 정량화 하기 위해 중회귀분석을 행하였다. 인장시험 결과 모든 재료의 인장강도는 $70kg/\textrm{mm}^2$ 이상으로 기존의 소입.소려재(S45C)와 동등하거나 그 이상이었으며, 충격시험 결과 대부분 재료의 충격에너지는 40J 이하로 기존 재료의 약 50%정도였 다. V함량이 0.10에서 0.l5wt%로 증가하였을 경우 인장강도는 약 20% 증가하였으나 충격에너지는 감소하였다. 이는 VC의 미세석출에 의해 석출강화 효과와 함께 펄라이트의 부피분율이 증가하고 층간거리가 감소했기 때문이다. 반면 Nb 함량이 0.05에서 0.10wt%로 증가한 경우에는 강도와 인성의 근소한 증가경향을 나타내었다. 이는 NbC의 석출애 의한 결정립 미세화 효과가 VC 보다 우세했기 때문이다. 또한 V+Nb의 복합첨가는 단독첨가시에 비하여 충격인성의 향상에 보다 효과적이었으며, 본 실험에서 최적 강도와 인성의 조합을 보인 합금조성은 0.4C-1.19Mn-0.05S-0.12V-0.07Nb로 인장강도는 $84kg/\textrm{mm}^2$ 이상, 충격인성은 34J 이상이었다.

• 보존과학회지
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• 제34권5호
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• pp.433-442
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• 2018

본 연구에서는 전통 제철법을 이용해 사철강괴와 사철강괴에 현대강을 접합한 응용강괴 2개를 생산한 후 철제 칼 3자루를 제작하여 금속학적 특성을 비교하였다. 금속현미경과 SEM-EDS 분석결과, Fe-C 합금의 아공석강이었으며, 미세한 Ferrite와 Pearlite가 전체적으로 관찰되며, 칼날에 Martensite가 관찰되었다. 비커스 경도 분석 결과, 사철강 칼(K1)이 533.38 HV, 사철-니켈탄소강 칼(K3)은 514.8 HV, 사철-탄소강 칼(K2)가 477.02 HV로 측정되었다. 마모에 의한 질량감소율은 K1이 0.058%, K3는 0.060%, K2가 0.144%로 측정되었다. 시료의 표면무늬에 대한 EPMA 분석 결과, 표면무늬는 C의 함량의 차이 혹은 화학조성에 의해 무늬가 드러난다는 것을 확인하였다. 향후 칼날의 경도 값을 올려 내마모성을 증가시키기 위해서는 열처리 공정에 대한 추가적인 연구가 필요하며, 전통 제철법으로 제작한 강괴는 니켈 탄소강과 접합하여 사용한다면 우수한 품질의 철제품을 제작할 수 있을 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제20권4호
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• pp.231-245
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• 2007

경주 황성동 목곽 2호묘에서 3세기 중후반대에 제작된 것으로 추정되는 말각 장방형의 단조 철부가 출토되었다. 이 철부의 재질은 금속광택에 밝은 회백색을 보이며 연한 크림색조를 나타냈으며, 광학적 성질은 자철석 또는 자연철의 특징과 거의 유사하다. X-선 회절분석 결과, 자철석과 침철석만이 검출된 것으로 보아 단조철부의 제작에 이용된 원광석의 조성과 조직이 그대로 보존되었음을 반영하고 있다. 철부의 내부에서는 미립의 내포물이 불규칙하게 산출되었다. 이는 철부의 원광석에 수반되었던 석영, 방해석, 운모, 자철석, 각섬석, 중석광물, 휘석 및 감람석 등이 열처리 과정에서 제거되지 않은 불순물인 것으로 판단된다. 이 철부는 전반적으로 페라이트와 시멘타이트가 공존하는 펄라이트 조직을 보이며, 탄소의 함량은 비교적 높으나 균질하게 분포하는 부분이 있는 것으로 보아, 거의 순철에 가까운 소재로 성형한 후에 침탄이 이루어 진 것으로 추정된다. 이 철부의 산출상태와 수반 내포물로 보아 원광석은 울산광산에서 생산된 자철석이 이용되었을 가능성이 있다. 원광은 저온환원법에 의해 생산된 괴련철인 것으로 해석되며, 공석온도인 $727^{\circ}C$ 부근에서 성형이 이루어진 것으로 판단된다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제14권2호
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• pp.47-53
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• 2015

Recently, the bending process is greatly applied to fabricate the pipe line. Bending process can reduce welding joints and then decrease the number of inspection. Thus, the maintenance cost will be reduced. Induction heat bending process is composed of bending deformation by repeated local heat and cooling. By this thermal process, corrosion properties and microstructure can be affected. This work focused on the effect of induction heating bending process on the properties of ASME SA106 Gr. C low carbon steel pipes. Microstructure analysis, hardness measurements, and immersion corrosion test were performed for base metal and bended area including extrados, intrados, crown up, and down parts. Microstructure was analyzed using an optical microscope and SEM. Hardness was measured using a Rockwell B scale. Induction heat bending process has influenced upon the size and distribution of ferrite and pearlite phases which were transformed into finer structure than those of base metal. Even though the fine microstructure, every bent area showed a little lower hardness than that of base metal. It is considered that softening by the bending process may be arisen. Except of I2, intrados area, the others showed a similar corrosion rate to that of base metal. But even relatively high rate of intrados area was very low and acceptable. Therefore, it is judged that induction heat bending process didn't affect boric acid corrosion behaviour of carbon steel.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 1997년도 춘계학술강연 및 발표대회 강연 및 발표논문 초록집
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• pp.34-34
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• 1997

The effect of alloying mode and porosity on the axial tension-tension fatigue behavior of a P/M steel of nominal composition Fe-4w/o Ni-1.5w/o Cu-O.5w/o Mo-O.5w/o C has been evaluated. Alloying modes utilized were elemental powder mixing, partial alloying(distaloy) and prealloying by water atomization; in each case the carbon was introduced as graphite prior to sintering. Powder compacts were sintered($1120{\circ}C$/30 min.) in 7Sv/o $H_2$/25v/o $N_2$ to densities in the range 6.77-7.2 g/$cm^3$. The dependence of fatigue limit response on alloying mode and porosity was interpreted in terms of the constituent phases and the pore and fracture morphologies associated with the three alloying modes. For the same nominal composition, the three alloying modes resulted in different sintered microstructures. In the elemental mix alloy and the distaloy, the major constituent was coarse and fine pearlite, with regions of Ni-rich ferrite, Ni-rich martensite and Ni-rich areas. In contrast, the prealloy consisted primarily of martensite by with some Ni-rich areas. From an examination of the fracture surfaces following fatigue testing it was concluded that essentially all of the fracture surfaces exhibited dimpled rupture, characteristic of tensile overload. Thus, the extent of growth of any fatigue cracks prior to overload was small. The stress amplitude for the three alloying modes at 2x$l0^6$ was used for the comparison of fatigue strengths. For load cycles <3x$l0^5$, the prealloy exhibited optimum fatigue response followed by the distaloy and elemental mix alloy, respectively. At load cycles >2x$l0^6$, similar fatigue limits were exhibited by the three alloys. It was concluded that fatigue cracks propagate primarily through pores, rather than through the constituent phases of the microstructure. A decrease in pore SIze improved the S-N behavior of the sintered steel.

• Corrosion Science and Technology
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• 제21권3호
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• pp.209-220
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• 2022

Erosion-corrosion behaviors of Hadfield steel under a neutral aqueous environment with fine SiO₂ particles were examined and compared with those of conventional carbon steel. A range of electrochemical experiments (potentiodynamic polarization, linear polarization, and impedance), immersion test, and slurry pot test (i.e., erosion-corrosion test) were performed. Results showed that the Hadfield steel composed of austenitic matrix with (Fe,Mn)-based carbide had lower corrosion potential and higher corrosion current density than carbon steel with a typical ferrite/pearlite structure. In addition, pipe forming increased total corrosion rates (i.e., pure corrosion and erosion-enhanced corrosion rates). Nevertheless, the erosion-corrosion rate of Hadfield steel was much smaller. Morphological observation showed that local damage in the form of a crater by erosion-corrosion was more noticeable in carbon steel. The higher resistance of Hadfield steel to erosion-corrosion was attributed to its lower total erosion rates (i.e., pure erosion and corrosion-enhanced erosion rates) highly depending on surface hardness. This study suggests that Hadfield steel with higher resistances to flowing erosion-corrosion in an aqueous environment can be applied widely to various industrial fields.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.69-76
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• 2018

본 연구에서는 유정용 강관의 열처리 조건 및 합금원소(B, Ti)에 따른 미세조직 및 기계적 성질을 조사하였다. 실험에는 J55, J55+B,Ti 강재를 사용하였고, 열처리 조건은 각각 오스테나이트 처리온도 ($880^{\circ}C$, $910^{\circ}C$, $940^{\circ}C$), 냉각방식 (수냉, 유냉), 템퍼링 온도 (미실시, $550^{\circ}C$, $650^{\circ}C$) 이다. 열처리 조건에 따라 얻어지는 미세조직을 예측하기 위해 J55, J55+B,Ti 강재의 화학적 성분을 기준으로 평형상태도와 CCT 곡선을 예측하였다. 시뮬레이션 결과 평형상태도는 A1, A3 온도가 약 $20^{\circ}C$ 감소하였고, CCT 곡선은 B, Ti이 첨가됨에 따라 ferrite와 bainite nose 부분이 오른쪽으로 이동하였다. J55, J55+B,Ti 강재의 CCT 곡선을 기준으로 냉각속도에 따른 martensite, bainite, ferrite등 예상되는 미세조직을 예측하였고, J55 강재의 미세조직 예측값은 실제 실험값과 유사한 양상을 나타내었지만. J55+B,Ti 강재의 예측값은 실제 실험값과는 차이가 있었다. 열처리 조건이 변화됨에 따라 martensite, bainite, ferrite 등 다양한 조직이 생성되었으며, 이는 경도, 강도 및 연신율에 밀접한 영향을 미쳤다. J55시편의 수냉의 경우 martensite 조직이 형성되었고, 유냉의 경우 bainite와 ferrite 조직이 형성되었지만, J55+B,Ti시편은 B의 첨가에 의한 경화능 향상으로 냉각방식에 관계없이 martensite 조직이 형성되었다. 전반적으로 B, Ti을 첨가하면서 기계적 성질은 향상되었고, quenching 이후의 시편보다 tempering 이후의 시편에서 크게 향상되었다. 이는 Ti의 첨가로 인해 생성된 미세한 석출물이 재결정시 결정립 성장을 억제하여 미세한 오스테나이트 결정립을 생성하였고, tempering 열처리 이후에도 결정립 미세화 효과가 큰 영향을 미친 것으로 판단된다.