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학위논문
저자정보

신유철 (서울시립대학교, 서울시립대학교 과학기술대학원)

지도교수
정재필
발행연도
2021
저작권
서울시립대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수7

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

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국 문 초 록

본 연구에서는 STD11 금형강소재의 열처리 열싸이클 온도, 유지시간, 냉각속도(압력)에 따른 경도값(HRC), 미세조직, 샤르피 충격시험을 하면서 STD11 진공열처리 특성에 미치는 열싸이클을 확인하였다.
실험방법으로는 STD11 소재를 퀜칭(1)+서브제로(1)+템퍼링(3)순서로 열처리하였으며 공정변수는 유지시간, 온도, 냉각압력을 두고 , 퀜칭 1030도에서 60분, 90분, 냉각압력 4BAR,, 8BAR, 서브제로 ?196도, -150도, 템퍼링 200도, 500도에서 150분, 120분으로 실험을 진행하였다.
STD11 진공열처리 특성에 미치는 열싸이클 확인은 경도값(HRC),미세조직,샤르피충격시험을 하였고 각각 에코팁 경도기, 로크웰경도기, 광학현미경, 샤르피충격시험기를 사용하였다. 실험결과 경도는 퀜칭 1030도 90분 8BAR냉각, 서브제로 ?150도 150분, 템퍼링 500도 120분 3회 공정에서 HRC 60.5 의 가장 우수한 경도를 나타내었으며 조직관찰 결과 퀜칭 시 냉각압력은 8BAR 조건이 4BAR 냉각조건보다 조직의 마르텐사이트조직 및 미세한 결정립과 미립탄화물이 더많이 관찰되었다. 퀜칭경도는 4BAR 61(HRC), 8BAR 62(HRC)로 약 1Point 차이를 나타내었다. 서브제로 열처리 ?196도 공정 유지시간 및 온도제어로 얻어지는 경도는 최대 HRC 65.1로 우수하게 나타났으나 시편외부의 크랙발생으로 조직의 잔류응력 및 스트레스가 심한 것으로 나타나
?150도 공정이 적합하다. 템퍼링열처리는 200도 저온템퍼링보다 500도 고온템퍼링 조건이 경도값은 약 1Point 낮게 나타내었지만 더 미세한 템퍼드 마르텐사이트 조직이 관찰되었으며 샤르피충격시험결과를 통해 금형사용목적에따라 템퍼링방법을 달리해야한다는것을규명하였다.

주요어 : STD11 material, Vacuum heat treatment, Sub-zero heat treatment, Tempering heat treatment

목차

목 차
목차 1
List of Figures 2
List of Table 3
제1장 서론 1
제2장 이론적 배경 3
제1절 STD11 금형강소재와 특성 3
제2절 진공열처리공정(싸이클) 4
제3절 진공열처리 금형특성에 영향을 미치는 요소 7
제3장 실험방법 12
제1절 시편 준비 12
제2절 진공열처리,서브제로,템퍼링열처리 실험방법 13
제3절 경도 및 미세조직, 기계적특성 분석방법 25
제4장 결과 및 고찰 35
제1절 STD11 금형 열싸이클별 경도 35
제2절 STD11 금형 열싸이클별 조직분석 41
제3절 STD11 금형 열싸이클별 기계적 특성분석 50
제5장 결론 53
참고문헌 55
Abstract 57
List of Figures
Figure 1. Charpy impact tester principle 10
Figure 2. STD11 heat treatment test mold 12
Figure 3. STD11 heat treatment test piece 13
Figure 4. Apparatus of vacuum heat treatment furnace 16
Figure 5. Chamber inside(vaccum) 17
Figure 6. Apparatus of sub-zero heat treatment furnace 20
Figure 7. Chamber inside(sub-zero) 21
Figure 8. Apparatus of tempering heat treatment furnace 24
Figure 9. Chamber inside(tempering) 25
Figure 10. Equtip hardness tester 27
Figure 11. Rockwell hardness tester 28
Figure 12. test piece cutting machine 30
Figure 13. test piece mounting machine 31
Figure 14. test piece polishing machine 32
Figure 15. Optical microscope 33
Figure 16. Charpy impact tester 34
Figure 17. Charpy impact tester pieces 34
List of Table
Table 1. STD11 Chemical Composition 3
Table 2. Charpy impact formula 11
Table 3. STD11 Quenching cycle 14
Table 4. STD11 Quenching cycle graph 15
Table 5. STD11 Sub-zero cycle 18
Table 6. STD11 sub-zero cycle graph 19
Table 7. STD11 tempering cycle 22
Table 8. STD11 tempering cycle graph 23
Table 9. STD11 hardness test method 26
Table 10. STD11 microstructure test method 29
Table 11. STD11 quenching hardness result 35
Table 12. STD11 quenching hardness graph 36
Table 13. STD11 quenching hardness tester pieces 36
Table 14. STD11 Sub-zero hardness result 37
Table 15. STD11 sub-zero hardness graph 37
Table 16. STD11 sub-zero hardness tester pieces 38
Table 17. STD11 sub-zero surface crack 38
Table 18. STD11 tempering hardness result 39
Table 19. STD11 tempering hardness graph 40
Table 20. STD11 tempering hardness tester pieces 40
Table 21. STD11 quenching tester pieces microstructure(No1,No2) 41
Table 22. STD11 quenching tester pieces microstructure(No3,No4) 42
Table 23. STD11 Sub-zero tester pieces microstructure(No1,No2) 44
Table 24. STD11 Sub-zero tester pieces microstructure(No3,No4) 45
Table 25. STD11 tempering tester pieces microstructure(No1,No2) 47
Table 26. STD11 tempering tester pieces microstructure(No3,No4) 48
Table 27. STD11 charpy tester result (No1,No2,No3,No4) 50
Table 28. STD11 charpy tester before and after (No1,No2,No3,No4) 52

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