• Title/Summary/Keyword: microstructure hardness

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API J55강의 미세조직과 기계적 특성에 미치는 열처리 및 합금원소(B, Ti)의 영향 (Microstructures and Mechanical Properties of API J55 steel with Heat treatment conditions and Alloying elements(B, Ti))

  • 최종민
    • 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.

캠 샤프트 재용융 처리시 재흑연화 현상에 관한 연구 (Investigation of Regraphitization during Cam Shaft Remelting)

  • 오영근;김광수;고진현
    • 한국재료학회지
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    • 제8권7호
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    • pp.648-652
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    • 1998
  • 자동차용 캠 샤프트의 표면경화를 위해 TiG 용접공정에 의한 재용융처리가 실시되었다. 재용융처리는 캠축에 평행한 방향으로 행하여졌다. 캠 샤프트 소재의 조직은 편상의 흑연과 퍼얼라이트의 회주철 조직으로 구성되어 있으나 재용융 처리후 미세한 퍼얼라이트 및 세멘타이트와 구상 오스테나이트의 레데브라이트 조직으로 변화하였다. 캠 샤프트 모재의경도는 HRc 25~28에서 재용융 처리후에는 HRg 53~55정도로 증가하였다. 다층 용융 처리시 비드가 겹치는 경계에서 검은띠가 관찰되었는데 이 검은띠는 흑연으로 판명되었다. 이 검은띠는 전층의 레데브라이트 조직이 변태된 것으로 주로 세멘타이트와 기지조직의 경계에서 생성되었다. 고밀도 에너지인 레이저 용융처리시에도 재흑연화 현상은 TIG의 경우처럼 관찰되었다. 재흑연화 현상의 확인을 위해서 Gleeble 1500을 이용하여 $1100^{\circ}C$$1000^{\circ}C$에서 0.5, 1, 3, 5 및 10초동안 유지한 모의실험을 하였다. $1000^{\circ}C$에서 0.5초 유지했을 때도 흑연이 발견된 것으로 보아 재흑연화 현상은 어떠한 재용융 처리 공정을 사용하더라도 피할 수 없는 현상임을 확인할 수 있다.

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MA법에 의한 Heusler Fe2VAl 합금분말의 제조 및 치밀화 (Fabrication and densification of Heusler Fe2VAl alloy powders by mechanical alloying)

  • 김광덕;이충효
    • 한국결정성장학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.51-57
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    • 2013
  • 본 연구에서는 Heusler $Fe_2VAl$ 열전화합물을 제조하기 위하여 순금속 $Fe_{50}V_{25}Al_{25}$ 혼합분말을 기계적 합금화 처리하였다. $Fe_2VAl$ 열전화합물을 얻기 위하여 최적 볼밀조건 및 열처리 조건을 X선 회절분석과 시차주사 열량분석을 이용하여 조사하였다. $Fe_{50}V_{25}Al_{25}$ 혼합분말을 60시간까지 볼밀 처리한 경우 bcc 구조의 ${\alpha}$-(Fe,V,Al) 고용체가 얻어졌다. 단상의 Heusler $Fe_2VAl$ 화합물은 $Fe_{50}V_{25}Al_{25}$ 혼합분말을 60시간 동안 MA 처리 후 $700^{\circ}C$까지 열처리함으로써 얻을 수 있었다. MA 분말시료의 치밀화를 위하여 인가압력 60 MPa 및 소결온도 $900{\sim}1000^{\circ}C$에서 흑연다이를 사용하여 SPS 소결을 실시하였다. $1000^{\circ}C$에서 SPS 소결 후 얻어진 벌크체의 Vickers 경도는 870으로 매우 높은 값을 보였다. 또한 SPS 법으로 얻어진 벌크체의 밀도측정 결과, 모든 시료에서 상대밀도 90 % 이상의 금속광택을 나타내는 치밀한 소결체임을 알 수 있었다.

상압소결(常壓燒結)한 $SiC-ZrB_2$ 전도성(電導性) 복합체(複合體)의 미세구조(微細構造)와 특성(特性)에 미치는 Annealing 온도(溫度)의 영향(影響) (Effect of Annealing Temperature on Microstructure and Properties of the Pressureless-Sintered $SiC-ZrB_2$ Electroconductive Ceramic Composites)

  • 신용덕;주진영
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제55권9호
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    • pp.434-441
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    • 2006
  • The effect of pressureless-sintered temperature on the densification behavior, mechanical and electrical properties of the $SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites was investigated. The $SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites were pressureless-sintered for 2 hours at temperatures in the range of $1,750{\sim}1,900[^{\circ}C]$, with an addition of 12[wt%] of $Al_2O_3+Y_2O_3$(6:4 mixture of $Al_2O_3\;and\;Y_2O_3$) as a sintering aid. The relative density and mechanical properties are increased markedly at temperatures in the range of $1,850{\sim}1,900[{^\circ}C]$. The relative density, flexural strength, vicker's hardness and fracture toughness showed the highest value of 81.1[%], 230[MPa], 9.88[GPa] and $6.05[MPa\;m^{1/2}]$ for $SiC-ZrB_2$ composites of $1,900[{^\circ}C]$ sintering temperature at room temperature respectively. The electrical resistivity was measured by the Pauw method in the temperature ranges from $25[{^\circ}C]\;to\;700[{^\circ}C]$, The electrical resistivity showed the value of $1.36{\times}10^{-4},\;3.83{\times}10^{-4},\;3.51{\times}10^{-4}\;and\; 3.2{\times}10^{-4}[{\Omega}{\cdot}cm]$ for SZ1750, SZ1800, SZ1850 and SZ1900 respectively at room temperature. The electrical resistivity of the composites was all PTCR(Positive Temperature Coefficient Resistivity). The resistance temperature coefficient showed the value of $4.194{\times}10^{-3},\;3,740{\times}10^{-3},\;2,993{\times}10^{-3},\;3,472{\times}10^{-3}/[^{\circ}C}$ for SZ1750, SZ1800, SZ1850 and SZ1900 respectively in the temperature ranges from $25[{\circ}C]\;to\;700[{\circ}C]$, It is assumed that because polycrystallines such as recrystallized $SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites, contain of porosity and In Situ $YAG(Al_5Y_3O_{12})$ crystal grain boundaries, their electrical conduction mechanism are complicated. In addition, because the condition of such grain boundaries due to $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives widely varies with sintering temperature, electrical resistivity of the $SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites with sintering temperature also varies with sintering condition. It is convinced that ${\beta}-SiC$ based electroconductive ceramic composites for heaters or ignitors can be manufactured by pressureless sintering.

Extrusion 제조조건에 따른 유과바탕의 물리적 품질특성(I): 찹쌀가루와 쌀가루 배합에 따른 유과바탕의 제조 (Physical Properties of Yukwa Base According to the Extrusion Processing Conditions (I): Manufacturing of Yukwa Base with Combination of Glutinous Rice Flour and Rice Flour)

  • 은종방;;최옥자
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제38권12호
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    • pp.1760-1766
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    • 2009
  • 찹쌀가루, 쌀가루, 탈지콩가루 및 소금을 첨가하여 수분함량 16-18%, screw 속도 300 및 400 rpm, feed rate 43.4kg/hr 조건에서 extruder로 제조한 유과바탕의 특성은 다음과 같았다. 길이, 직경 및 비용적은 extruder에서 공급되는 수분함량이 낮을수록 크게 나타났다. 유과바탕의 색도 중 L값은 수분함량이 많을수록 높은 반면, a값 및 b값은 낮게 나타났다. 유과바탕의 수분흡착지수는 수분 함량이 많을수록 유의적으로 증가되었다. 유과바탕의 x-ray 회절도는 수분함량 16% 및 17%에서는 B도형을 나타냈으며, 수분함량 18%에서는 A도형을 나타냈다. 상대적 결정화도와 breaking strength는 수분함량 16%에서 가장 낮게 나타났으며, 17%, 18%에서는 유의적인 차이가 없었다. TPA에서 hardness는 수분함량 16% 및 17%, screw 속도 400 rpm에서 가장 낮게 나타났다. 유과바탕의 단면을 40배로 확대하여 관찰한 유과바탕은 수분함량이 증가할수록 기공의 크기가 컸고 세포벽은 두꺼웠다. 유과바탕의 관능검사 결과 수분함량에 따른 색과 향미에 대한 기호도는 유의적인 차이는 없었으나, 맛, 외관, 입안에서의 느낌 및 전체적인 선호도는 수분함량이 낮을수록 기호도는 높게 나타났다.

전분의 종류에 따른 생선연육 스낵의 물리화학적 품질 특성 (Physicochemical Characteristics of Fried-fish Snacks with Different Types of Starch)

  • 채지연;김성희;최기범;김종민;이지호;김선봉;김영목;김진수;이정석;조승목
    • 한국수산과학회지
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    • 제52권6호
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    • pp.580-586
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    • 2019
  • Fried-fish snacks containing surimi are a popular seafood product in Asia. To prepare fried-fish snacks, various ingredients are added to surimi. Among them, starch is important for producing snacks of desirable texture and taste. We investigated the physicochemical properties of fried-fish snacks containing arrowroot, potato, sweet potato, corn, and tapioca starches. The fried-fish snack with arrowroot starch showed the highest drying rate; after drying for 3 hours, the water content was unchanged. None of the starches affected the total volatile basic nitrogen values of the fried-fish snacks, which were approximately 1.5 mg/100 g, indicating freshness. The fried-fish snacks with corn and arrowroot starches had the highest brightness (L) values and the fried-fish snack with tapioca starch, the lowest L value. The hardness value of the fried-fish snack with tapioca starch was significantly higher than that of the other fried-fish snacks. In the sensory evaluation, the fried-fish snacks with arrowroot starch showed the best overall acceptance.

정련·단접 공정 재현 실험을 통해 생산된 소재 및 부산물의 재료학적 특성 (Material Characteristics of Forge Welded Bar and By-product through Reproduction Experiment to the Refining and Forge Welding Process)

  • 오민지;조현경;조남철;한정욱
    • 보존과학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.87-96
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    • 2018
  • 본 연구는 정련 단접 공정을 재현하고 그 과정에서 발생한 강괴 및 단조박편을 단접 횟수에 따라 분류하여 분석하였다. 강괴의 경우 단접 횟수가 증가함에 따라 불순물과 공극률이 26.09%에서 1.8%로 줄었다. 또한 경도는 평균 36.88HV 가량 높아졌다. 이는 금속 조직이 점차 치밀해지는 것을 관찰할 수 있었다. 단조박편의 경우 단접 횟수에 따라 전철량이 높아졌다. XRD 분석 결과 Quartz, Fayalite, $W{\ddot{u}stite$, Magnetite가 관찰되며 횟수가 증가함에 따라 Quartz의 양이 낮아졌다. 또한 단접 횟수가 늘어남에 따라 입상(粒狀)의 $W{\ddot{u}stite$들이 응집(凝集)하여 굵고 긴 백색의 띠 형태로 관찰되었다. 이상의 결과로 정련 단접 공정에서 발생한 강괴 및 단조박편의 횟수별 특징을 알 수 있었으며 향후 고대 제철공정 및 철기 제작기술 체계를 정립할 수 있는 기술 자료로 활용할 수 있을 것으로 본다.

표면 착색용 산화제를 사용한 컬러 콘크리트의 표면 특성 (Surface Properties of Color Concrete Using Acid Stained Agent)

  • 김진만;정지용;박효진
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.265-272
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    • 2011
  • 콘크리트는 건축물을 구성하는 가장 중요한 재료이지만, 단순한 색상에 의해서 도시 경관을 손상시키는 주요 요인으로 인식되어 왔다. 콘크리트의 이러한 제한점을 개선하기 위하여 안료를 사용하거나 페인팅의 방법에 의해 다양한 색상을 구현하고 있지만, 안료의 사용은 비용 상승을 유발하고 페인트의 경우에는 내구적인 피막을 얻는 것이 어렵다. 최근 콘크리트의 컬러화 방안으로서 착색용 산화제를 사용하는 것이 제안되고 있지만, 사용한 경험이 부족하여 안정적 사용을 위한 체계적인 연구가 필요한 실정이다. 착색용 산화제는 금속이온을 함유한 산성계열의 용액으로 콘크리트 부재에 도포하여 색상을 구현한다. 용액은 Cl성분을 바탕으로 갈색은 Fe, 흑색은 Mn과 Cr, 녹색은 Cu, 적색은 Fe와 Cr이 함유되어 있다. 착색용 산화제는 일시적인 도포로 매우 얇은 착색층을 형성시켜 컬러를 구현하는 것으로, 비교적 용이하게 색상을 구현하는 것이 가능하다. 이 연구는 착색용 산화제를 모르타르 표면에 도포하여 구현된 색상의 특성과 색상을 나타내는 피막의 미세 구조 및 화학적 조성을 검토하였다. 색상은 자연스러운 얼룩의 형태이다. 표면의 변화는 육안으로 확인할 수 없었지만, 미세 구조는 거칠어 졌으며 수화 생성물의 결정인 수산화칼슘과 C-S-H 겔을 관찰할 수 있었다. 표면 거칠기는 산술 평균 거칠기와 단면 굴곡 모두 동일하게 증가하였다. 표면경도는 도포하지 않은 경우와 비교하여 유사하거나 높다. pH는 모르타르에 대해 약 10% 저하된다. 화학적 구성은 모르타르의 원소인 Ca, Si, Al은 감소하고, 시멘트에 함유되어 있지 않는 Mn, Cr, Cu가 생성되고, Fe와 알칼리 원소인 K 및 Na는 증가하는 것으로 나타났다.

상압소결(常壓燒結)한 $SiC-TiB_2$ 전도성(電導性) 복합체(複合體)의 미세구조(微細構造)와 특성(特性)에 미치는 Annealing 온도(溫度)의 영향(影響) (Effect of Annealing Temperature on Microstructure and Properties of the Pressureless-Sintered $SiC-TiB_2$ Electroconductive Ceramic Composites)

  • 신용덕;주진영
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제55권10호
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    • pp.467-474
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    • 2006
  • The effect of pressureless-sintered temperature on the densification behavior, mechanical and electrical properties of the $SiC-TiB_2$ electroconductive ceramic composites was investigated. The $SiC-TiB_2$ electroconductive ceramic composites were pressureless-sintered for 2 hours at temperatures in the range of $1,750{\sim}1,900[^{\circ}C]$, with an addition of 12[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3(6:4\;mixture\;of\;Al_2O_3\;and\;Y_2O_3)$ as a sintering aid. The relative density, flexural strength, vicker's hardness and fracture toughness showed the highest value of 84.92[%], 140[MPa], 4.07[GPa] and $3.13[MPa{\cdot}m^{1/2}]$ for $SiC-TiB_2$ composites of $1,900[^{\circ}C]$ sintering temperature at room temperature respectively. The electrical resistivity was measured by the Pauw method in the temperature ranges from $25[^{\circ}C]\;to\;700[^{\circ}C]$. The electrical resistivity showed the value of $5.51{\times}10^{-4},\;2.11{\times}10^{-3},\;7.91{\times}10^{-4}\;and\;6.91{\times}10^{-4}[\Omega{\cdot}cm]$ for ST1750, ST1800, ST1850 and ST1900 respectively at room temperature. The electrical resistivity of the composites was all PTCR(Positive Temperature Coefficient Resistivity). The resistance temperature coefficient showed the value of $3.116{\times}10^{-3},\;2.717{\times}10^{-3},\;2.939{\times}10^{-3},\;3.342{\times}10^{-3}/[^{\circ}C]$ for ST1750, ST1800, ST1850 and ST1900 respectively in the temperature ranges from $25[^{\circ}C]\;to\;700[^{\circ}C]$. It is assumed that because polycrystallines, such as recrystallized $SiC-TiB_2$ electroconductive ceramic composites, contain of porosity and In Situ $YAG(Al_5Y_3O_{12})$ crystal grain boundaries, their electrical conduction mechanism are complicated. In addition, because the condition of such grain boundaries due to $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives widely varies with sintering temperature, electrical resistivity of the $SiC-TiB_2$ electroconductive ceramic composites with sintering temperature also varies with sintering condition. It is convinced that ${\beta}-SiC$ based electroconductive ceramic composites for heaters or ignitors can be manufactured by pressureless sintering.

MoO3가 첨가된 Cr2O3 플라즈마 용사코팅의 고온 마찰 마멸 특성 (Friction and Wear Properties of Plasma-sprayed Cr2O3-MoO3 Composite Coatings at High Temperature)

  • 여인웅;안효석;임대순
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권9호
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    • pp.851-856
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    • 2002
  • 산화몰리브덴($MoO_3$)이 첨가된 산화크롬 용사코팅층을 제조하여 산화몰리브덴의 첨가에 따른 고온(450$^{\circ}C$)에서의 플라즈마 용사코팅층에 마찰, 마멸특성을 조사하였다. 마찰, 마멸 특성에 대한 실험을 위하여 왕복동 마멸시험장치를 사용하였다. TEM을 이용하여 코팅층의 미세 구조와 각 상들의 조성을 살펴보았다. 분석 결과에 의하면 산화몰리브덴이 입계로 분산되어 있어 코팅층의 경도와 밀도의 증가가 발생하였다. 마멸시험후 마멸면의 물리적 변화와 화학적 조성의 변화를 SEM와 XPS를 통하여 살펴보았다. 산화몰리브덴이 첨가된 코팅층에서 마찰계수의 감소를 관찰할 수 있었다. 산화몰리브덴이 첨가된 코팅의 마멸된 표면에 마찰, 마멸에 유리한 보호막의 형성이 광범위하게 일어남을 알 수 있었다. 이러한 보호막에 몰리브덴이 산화몰리브덴의 형태로 존재하는 것을 XPS 분석을 통하여 알 수 있었다. 보호막에 산화몰리브덴의 존재가 마찰계수를 감소시키는 것으로 생각된다.