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질화 및 연질화한 구상흑연주철의 피로 특성

전문가 제언: ○ 구상흑연주철품의 물성은 강과 주철의 양쪽 성질을 가지고 있기 때문에 연화어닐링, 켄칭 및 템퍼링, 응력제거용 어닐링 등을 통하여 소재의 용도에 맞게 성질을 개선한다. 본고는 구상흑연주철품의 피로특성을 개선하기 위하여 질화 처리 및 연질화 처리에 의해 표면 강도개선과 내마모성 향상에 대한 중요한 기초자료로, 실조업에 유익한 자료라고 생각된다.

○ 주철 중의 함유된 원소들의 질화물은 원소와 질소의 친화력 크기순으로 보면 2AlN이 친화력이 제일 크고 다음 2BN, Ca3N2, 2CeN, CrN, 2Fe4N순으로 기록되어 있다. 질소는 가단주철의 1단계 및 제2단계 흑연화를 곤란하게 하기 때문에 Al, Ti 첨가에 의해 AlN, TiN 안정화질화물을 형성시켜서 구상화를 안정화하는 성질이 있다.

○ 구상흑연주철품에 Al 0.1%, V0.1% 또는 Al0.1%, Cr 0.1%를 각각 첨가한 시료를 NH3 가스 질화 처리한 시료와 LiOCN 연질화 처리한 시료의 인장강도와 연신율을 비교한 결과 연질화 처리한 것이 질화 처리한 시료보다 인장강도도 높고 연신율도 크게 나타났다.

○ 철강의 질화 염욕처리에서 520℃ 5시간 처리했을 경우 LiCl, KCl, CaCN 혼합욕 염욕이 NaCl계나 BaCl계 보다 질화량도 많고 경도도 높았다. 본고는 LiOCN을 이용하여 연질화 처리 했는데 이 염욕도 Li의 효과를 Na염 등과도 비교했으면 더 좋았을 것이라고 생각된다. 특히 LiOCN은 LiCN과 산소 또는 CO2와 반응해서 생성되는 화합물이다.

○ 우리나라 구상흑연주철품 제조공장에서 주조한 부품은 열처리 업체에 의뢰하거 나 자체 열처리 공장에서 수용가의 요구에 맞게 소입 어닐링 등, 또는 표면 경화처리를 하고 있는데 기계부품이 고급화됨에 따라 강도, 마모, 피로강도 등에 관한 표면개질 처리개발을 산학연 협동 연구가 활성화되기를 기대한다.

저자: Minoru Hatate, et al.
자료유형: 니즈학술정보