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철의 반고체주조 프로세스의 현상

전문가 제언: ○ 반고체 최신 프로세싱을, 특히 철 주물과 제품품질에 초점을 맞추어 개괄하고 있다. 첫째 주철 슬러리의 유동성은 슬러리의 점도와 주형 충진능(cavity filling ability)의 자료를 가지고 논한다. 프로세싱은 슬러리의 0.3~0.4 분률 미만의 고상과 충분한 슬러리 교반을 가지고 디자인해야 한다.

○ 경사진 냉각판을 사용하여 주철 슬러리가 금속 주형에 주입되고 주철 표면이 가압되었다. 얻은 주조시편은 기공이 없는 건전한 주물을 나타내고, 적절한 열처리 후 합리적인 기계적 성질과 미세한 구형흑연을 가진 응고조직을 제공하였다. 예를 들면 4%의 연신율 값과 비커스경도 값 520~650을 가진 인장강도 700~800Mpa 300℃로 예열된 주형을 사용하여 얻었다. 주조 후 가압은 주조시편에 미세한 시멘타이트 상을 만들었으며, 이는 쉽게 흑연입자로 분해되었다.

○ 기계적 교반과 경사판 사용의 두 경우 모두 조직의 미세화가 이루어지고 더구나 경사판을 쓴 경우에는 기계적 교반의 경우보다 더 미세한 조직이 얻어졌다. 그러나 이 방법에서는 반응고 슬러리의 점성에 대응하지 않고 주조 중 용탕의 충진 불량과 말려든 가스에 의한 내부결함 등의 문제를 남기는 결과가 되었다는 흥미 있는 결과가 보고되었다.

○ 문제를 간결하게 접근하기 위하여 기계적 교반을 난류(turbulent flow)로 그리고 10°인 경사면의 흐름을 층류(laminar flow)로 간주하여도 무리가 없을 것이다. 따라서 무질서하고 불규칙한 난류의 흐름 속에 합체(coalescence)를 포함하는 거대조직이 응고할 것이다. 한편 저속 흐름에서 유체가 서로 미끄러지는(slide over) 일 방향 층류는 방사성 방향의 거시적 믹싱이 없는 질서정연한 조용한 흐름은 충전이 불충분케 할 것이다. 또한 점성은 낮고 동시에 말려든 가스가 방출될 기회도 희박할 것이다.

저자: Hiroyuki Nomura
자료유형: 학술정보