• 제목/요약/키워드: x-단조

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열간단조 후 고주파 유도경화에 의해 제조된 휠 베어링 유니트용 0.52%C강의 특성과 변태거동 (Characterization and Transformation of 0.52%C steels for Wheel Bearing Units Produced by High Frequency Induction Hardening after Hot Forging)

  • 최병영
    • 대한금속재료학회지
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    • 제48권12호
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    • pp.1103-1108
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    • 2010
  • We fabricated flanged outer races for wheel bearing units using 0.52%C clean steels, and then characterized and studied the transformation behavior. The outer races produced by hot forging and high frequency induction hardening in this study were analyzed through microstructural characterization using OM, SEM, TEM, and X-ray diffractometer and their microhardness depth profiles of the raceway contacted by balls were measured using MVH tester. The surface hardened layers with a uniform hardness profile in the raceway consisting of very fine martensite with sub-micron sized retained austenite could be formed for very short time during high frequency induction hardening after hot forging. The very fine martensite may be transformed on rapid cooling, from the inhomogeneous austenite nucleated on rapid heating in small particles of pearlitic cementite fragmentated by hot forging. On the other hand the sub-micron sized retained austenite may be chemically stabilized due to their extremely small size, from the small austenite nucleated at the grain boundaries.

울산 하대고분 출토 민고리자루칼의 재질 특성과 환두부 제작 방법 (Metallurgical Characteristics and Manufacturing Techniques of Ring-Pommel Swords Excavated from Ancient Tombs in Hadae, Ulsan)

  • 조하늬;김한슬;유하림;이재성
    • 보존과학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.197-212
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    • 2020
  • 울산 하대유적에서 출토된 민고리자루칼을 방사선 비파괴조사와 미세조직 분석으로 환두부의 제작 방법과 재질 특성을 살펴보았다. 방사선 비파괴 조사법으로(X-ray, CT) 내부 구조를 확인한 결과, 제작 방법의 기본형식은 철 단일 소재로 칼 끝부터 환두부까지 일체형으로 제작한 단조품임을 확인하였다. 또한 미세조직 분석을 통해 살펴 본 제작기술은 '순철-형태가공, 순철-형태가공-침탄, 강-형태가공-담금질'의 세 가지 유형으로 분류할 수 있었다. 민고리자루칼 5점 중 4점의 환두부는 약 0.7% 내외인 공석강 정도의 탄소 함량을 가진다. 특히 환두부에서는 손잡이보다 증가된 탄소함량을 보이는데, 이는 손잡이 끝 부분을 세장한 형태로 만들고 둥글게 구부리는 과정에서 인성을 부여하기 위한 침탄 처리의 결과로 추정된다. 길이 60 cm 이하의 민고리자루칼 1점은 날 부위에 집중시킨 담금질을 통해 강한 인성을 부여하여 무기로서의 용도를 극대화시켰다. 반면 75 cm를 넘는 4점의 날 부위에서는 담금질 조직인 마르텐사이트가 관찰되지 않았다. 하지만 칼등 대비 날 부위의 탄소함량 증가나 결정립의 미세화는 실용기로서 사용이 가능했음을 보여준다. 2C말에서 4C초로 편년되는 울산 하대고분군 출토 민고리자루칼은 단조기술을 통해 일체형으로 제작하였으며, 사용 목적에 따라 제강, 열처리 기술을 적용하여 칼이 가지는 용도의 효과를 극대화시켜 제작하였다.

용탕단조 Al-Cu-Si-Mg합금의 열처리시 제2응고상의 분해거동 (Decomposition Behavior of Secondary Solidification Phase During Heat Treatment of Squeeze Cast Al-Cu-Si-Mg)

  • 김유찬;김도향;한요섭;이호인
    • 한국주조공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.560-568
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    • 1997
  • The dissolution behavior of secondary solidification phases in squeeze cast Al-3.9wt%Cu-1.5wt%Si-1.0wt%Mg has been studied using a combination of optical microscope, image analyzer, scanning electron microscope(SEM), energy dispersive spectrometer(EDS), X-ray diffractometer(XRD) and differential thermal analyzer (DTA). Special emphasis was placed on the investigation of the effects of the nonequilibrium heat treatment on the dissolution of the second solidification phases. Ascast microstructure consisted of primary solidification product of ${\alpha}-Al$ and secondary solidification products of $Al_2Cu$, $Mg_2Si$ and $Al_2CuMg$. Equilibrium and non-equilibrium solution treatments were carried out at the temperatures of $495^{\circ}C$, $502^{\circ}C$ and $515^{\circ}C$ for 3 to 5 hours. The amount of the dissolved secondary phases increased with increasing solution treatment temperature, for example, area fractions of $Al_2Cu$, $Mg_2Si$ and $Al_2CuMg$ were approximately 0%, 1.6% and 4.2% after solution treatment at $495^{\circ}C$ for 5hours, and were approximately 0%, 0.36% and 2% after solution treatment at $515^{\circ}C$ for 5hours. The best combination of tensile properties was obtained when the as-cast alloy was solution treated at $515^{\circ}C$ for 3hours followed by aging at $180^{\circ}C$ for 10 hours. Detailed DTA and TEM study showed that the strengthening behavior during aging was due to enhanced precipitation of the platelet type fine ${\theta}'$ phase.

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고함량의 Mg을 함유한 Al-Mg 합금의 이축교번단조 변형에 따른 미세조직 및 인장특성 변화 (Microstructure Evolution and Tensile Properties of Al-Mg Alloy Containing a High Content of Mg by Biaxial Alternative Forging)

  • 신영철;하성호;윤영옥;김세광;최호준;현경환;현승균
    • 소성∙가공
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    • 제28권6호
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    • pp.361-367
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    • 2019
  • Microstructure evolution and tensile properties of Al-8mass%Mg alloy casting billet by biaxial alternative forging were investigated in this study. An alternative forging system tailored in this study was used to allow continuous strain accumulations on the alloy workpiece. A finite element (FE) simulation results revealed that the strain was mainly concentrated in the core and that the shear bands developed into a form with an X shape in the cross-section of workpiece after the alternative forging using octangular rod shaped dies. With increasing the forging passes, it was observed that the Al-8mass%Mg alloy workpieces were significantly deformed, and cracks began to form and propagate on the both ends of the forged workpieces after five passes at room temperature. In as-forged microstructures taken by microscopes, twins, clustering of dislocations, and fine subgrains were found. Tensile strengths of the forged specimens showed significant increases depending on the number of forging passes, and a trade-off relationship was observed between the elongation and strength. At room temperature and 100℃ the workpieces showed similar behaviors in microstructural evolution and tensile properties depending on forging passes, while the increase range in strength was reduced at 200℃.

플라즈마 화학증착법으로 제조된 수소화된 비정질 탄화실리콘 박막의 물성에 대한 붕소의 도핑효과 (Effect of boron doping on the chemical and physical properties of hydrogenated amorphous silicon carbide thin films prepared by PECVD)

  • 김현철;이재신
    • 한국진공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.104-111
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    • 2001
  • $SiH_4$, $CH_4$, $B_2H_6$ 혼합기체를 이용하여 플라즈마 화학증착법으로 비정질 탄화실리콘(a-SiC:H) 박막을 증착하였다. 기상 doping 농도를 0에서 $2.5\times10^{-2}$ 범위에서 변화시켜 얻은 박막의 물성을 SEM, XRD, Raman 분광법, FTIR, SIMS, 광흡수도와 전기전도도 분석을 통하여 살펴보았다. $B_2H_6$/($CH_4+SiH_4$) 기체유량비가 증가할수록 붕소의 도핑효율와 미세결정성은 감소하였다. 증착 중 $B_2H_6$ 기체가 첨가됨에 따라 비정질 탄화실리콘 박막의 Si-C-H 결합기의 강도는 감소하였으며, 이의 영향으로 박막내의 수소함량은 $B_2H_6/(SiH_4+CH_4$) 기체 유량비가 증가함에 따라 16.5%에서 7.5%로 단조감소하였다. $B_2H_6(CH_4+SiH_4$) 기체유량비가 증가할수록 a-SiC:H 박막의 광학적 밴드갭과 전기활성화 에너지는 감소하였고, 전기전도도는 증가하였다.

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열간 자유단조 공정시 내부 공극 압착 거동에 관한 연구 (A study on Cavity Closure Behavior During Hot Open Die Forging Process)

  • 권용철;이정환;이승욱;정용수;김남수;이영선
    • 소성∙가공
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    • 제16권4호
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    • pp.293-298
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    • 2007
  • Recently, there is a need to produce a large forged part for the flight, shipping, some energies, and military industries, etc. Therefore, an open die forging technique of cast ingots is required to obtain higher quality of large size forged parts. Cogging process is one of the primary stages in many open die forging processes. In the cogging process prior to some open die forging processes, internal cavities have to be eliminated for defect-free. The present work is concerned with the elimination of the internal cavities in large ingots so as to obtain sound products. In this study, hot compression tests were carried out to obtain the flow stress of cast microstructure at different temperature and strain rates. The FEM analysis is performed to investigate the overlap defect of cast ingots during cogging stage. The measured flow stress data were used to simulate the cogging process of cast ingot using the practical material properties. Also the analysis of cavity closure is performed by using the $DEFORM^{TM}-3D$. The calculated results of cavity closure behavior are compared with the measured results before and after cogging, which are scanned by the X-ray scanner. From this result, the criteria for deformation amounts effect on the cavity closure can be investigated by the comparison between practical experiment and numerical analysis.

Ti-50.4 at% Ni 합금의 형상기억특성에 미치는 냉간가공률의 영향

  • 고원기;김재일;박수호;김소진;김현;이기영
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.106.2-106.2
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    • 2012
  • Ti-Ni합금은 CsCl구조의 B2상, monoclinic 구조의 B19'(M)상과 rhombohedral 구조의 R상(R)이 나타난다고 알려져 있고, 이들 상의 변태에 의해 열탄성 마르텐사이트와 응력유기 마르텐사이트에 의한 형상기억효과와 초탄성 효과를 가지고 있다. 또한 Ti-Ni 합금은 우수한 형상기억특성을 가질 뿐만 아니라 생체적합성, 가공성 및 내식성 등이 뛰어나 공업분야 및 생체분야에서 폭 넓게 활용되고 있다. Ti-Ni합금의 형상기억특성은 냉간가공 후 어닐링 처리의 온도와 시간에 따른 matrix 내 Ni의 농도, 석출물의 밀도와 크기, 전위밀도와 전위주위의 응력장에 의해 영향을 받는다고 알려져 있다. 본 연구에서는 Ti-Ni합금의 형상기억 특성 및 변태온도에 미치는 영향을 조사하기 위해 다양한 냉간가공률의 시료를 제작하여 다양한 온도에서 Annealing 처리를 하여 냉간가공률 및 Annealing 온도가 형상기억특성에 미치는 영향을 조사하였다. Ti-50.4 at.% Ni 합금은 진공 아크 용해로에서 용해 하였으며, 용해된 Ingot는 열간단조 및 열간 압출한 후 냉간 인발과 중간온도에서 어닐링을 반복하면서 직경 0.5mm의 선재로 만들었다. 최종적으로 제작한 선재의 냉간가공률은 9.5%, 18.2%, 34.5%, 45% 이었다. 각 시편은 5X10-5torr의 진공으로 석영관에 진공 봉입하여 각각 673K, 723K, 783K에서 1hr 열처리 하였다. 합금의 형상기억특성과 변태온도는 DSC에 의해 조사되었다. DSC 측정 결과, 냉간가공률이 증가함에 따라 마르텐사이트 변태 온도는 감소하였고, 어닐링 온도가 증가함에 따라 마르텐사이트 변태 온도는 증가하였다. 또한 가공률이 증가하여도 R상 변태온도는 큰 변화가 없었고, Annealing온도가 증가함에 따라 R상 변태온도는 감소하였다. 또한, 형상기억특성은 인장시험기를 이용한 정하중 열싸이클 테스트를 이용하여 평가 하였다. 냉간 가공률이 증가함에 따라 안정한 형상기억특성을 나타내었다.

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경주 황성동 목곽묘에서 출토된 단조 철부의 금속학적 특성 분석 (Metallurgical Analysis of Forged Iron Axe Excavated from the Wood-framed Tomb at the Hwangseongdong, Gyeongju, Korea)

  • 이찬희;이명성;김정훈;이기욱
    • 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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    • 한국문화재보존과학회 2004년도 제20회 발표논문집
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    • pp.33-42
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    • 2004
  • The forged iron axe found in the No. 2 wood-framed tomb (the middle 3rd century) of Hwangseongdong, Gyeongju is rectangular on the plane level. It shows an obtuse angle in the edge part, while the joint part has the both sides folded up and shows the traces of wood. Under the reflected light, the Iron axe shines in metal luster, which is bright light gray or light creamy colors. The result of x-ray diffraction analysis shows that the axe consists of magnetite and geothite, which can explain why the composition and structure of the original ore has been kept intact. The microtexture of the axe has the irregular network of ferrite and pearlite, and tile cementite of tiny amount in the ferrite background. The overall treatment of the texture seems to be thermal with a high ratio of carbon. There are fine-grained magnetite, wolframite, quartz, calcite, mica, hornblende and pyroxene inside the axe. Those must be the impurities that they failed to remove in the refining process. The normal ferrite is composed of pure iron whose $Fe_2O_3$ proportion is from 99.16 to $99.84\;wt.\%$. Other than them, the ferrite parts usually contain $Al_2O_3\;and\;SiO_2$. The irregular network of pearlite also contains Impurities including $Al_2O_3\;and\;SiO_2$ and shows highly diverse patterns of carbon content. It's because the axe was carburized after the material was made to resemble pure iron. The decarbonization work didn't go well along the process marks. It's estimated that the original ore was bloom produced in low-temperature reduction and formed around in $727^{\circ}C$, which is eutetic temperature.

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반응 용탕단조한($Al_2O_3{\cdot}SiO_2+Ni$)/Al 하이브리드 금속복합재료의 제조 및 특성 (Fabrication and Properties of Reaction Squeeze Cast ($Al_2O_3{\cdot}SiO_2+Ni$)/Al Hybrid Metal Matrix Composites)

  • 김상석;박익민;김성준;최일동
    • 한국주조공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.338-346
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    • 1997
  • Mechanical properties of ($10%Al_2O_3{\cdot}SiO_2+5%Ni$)/Al hybrid composites fabricated by the reaction squeeze casting were compared with those of ($15%Al_2O_3{\cdot}SiO_2$)/Ai composites. Al-Ni intermetallic compounds ($10{\sim}20 {\mu}m$) formed by the reaction between nickel powder and molten aluminum were uniformly distributed in the Al matrix. These intermetallic compounds were identified as $Al_3Ni$ using X-ray diffraction analysis and they resulted in beneficial effects on room and high temperature strength and wear resistance. Microhardness values of ($10%Al_2O_3{\cdot}SiO_2+5%Ni$)/Al hybrid composite were greater by about 100Hv than those of ($15%Al_2O_3{\cdot}SiO_2$)/Al composite. Wear resistance of ($10%Al_2O_3{\cdot}SiO_2+5%Ni$)/Al hybrid composites was superior to that of ($15%Al_2O_3{\cdot}SiO_2$)/Al composites regardless of the applied load. While tensile and yield strength of ($10%Al_2O_3{\cdot}SiO_2+5%Ni$)/Al hybrid composites were greater at room temperature and $300^{\circ}C$, strength drop at high temperature was much smaller in hybrid composites.

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강릉 굴산사지에서 출토된 청동기의 제작: 제작기술 및 원료산지 (Producing of Bronze Artifacts Excavated from Gulsansa Temple Site in Gangneung: Technology and Provenance)

  • 한우림;김소진;이은우;황진주
    • 보존과학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.187-196
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    • 2019
  • 강릉 굴산사지에서 출토된 청동기 25점은 에너지분광분석기(EDS)와 전자탐침X선분석기(EPMA)를 이용하여 성분분석해준 결과 출토된 청동기가 구리-주석의 2원계 혹은 구리-주석-납의 3원계 합금임을 알 수 있다. 합금 이후 주조 혹은 단조공정이 진행되었으며 청동고리의 경우, 금도금이 되어있음을 알 수 있다. 납 동위원소는 열이온화질량분석기(TIMS)와 레이저삭막 유도결합플라즈마질량분석기(LA-MC-ICPMS)를 이용해 주었으며, 분석결과 출토지와 근거리의 납 원료를 사용한 것을 확인하였다. 본 연구는 연구 데이터가 많지 않은 강릉지역 청동기의 제작기술 및 산지추정에 연구 목적이 있으며, 굴산사 실체의 확인 및 12~13세기 고려시대 청동기의 분석자료 구축에 기여할 것으로 생각된다.