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          CO2 아아크용접에 있어서의 시일드가스 조성과 용접금속의 성질에 관한 연구

          이영호 대한금속재료학회(대한금속학회) 1977 대한금속·재료학회지 Vol.15 No.3

          시일드가스로서 CO₂가스에 Ar을 混合시켜 CO₂아아크熔接 또는 MIG 熔接에 있어서의 問題點을 解決하고자 하는 일연의 實驗이 行하여지고 있다. 本硏究는 裸아아크熔接棒을 使用, 軟鋼 및 低合金鋼파이프材에 비이드熔接을 行하여 용융방울의 移行狀況, 비이드外觀, 氣孔, 熔接金屬의 化學組成 및 非金屬介在物, 나아가서는 熔接金爆의 V-Charpy 衝擊値를 調査하였다. 시일드가스로서는 CO₂에 Ar을 20%, 40%, 60%, 80% 각각 混合시켜 熔接을 實施하였다. 여기서 얻은 結論을 要約하면 다음과 같다. 1) CO₂-Ar 시일드가스에 의한 용융방울 移行현상은 Ar가스 混合率增加와 더불어 스프레이型에 가까운 狀熊가 보였으며 CO₂60%-Ar40%, CO₂40%-Ar6O%의 부근에서는 스프레이와 핀치效果(그로불)型의 中間狀態가 확실히 보였다. 熔接비이드外觀은 Ar가스混合率의 增加와 더불어 스패터가 減少하여 깨끗한 비이드를 얻을 수 있었다. 2) CO₂-Ar混合시일드가스의 Ar가스를 增加시킴에 依해 熔入깊이는 減少하며 비이드形狀係數(W/P)는 增加하는 傾向이었다. 또 덧붙이 止端部角度(θ)는 CO₂混合率이 增加하면 약간 減少하였다. 3) CO₂-Ar混合시일드가스를 채용함에 依해 熔接缺陷(主로 氣孔)은 거의 하지 않았다. 4) 熔接金屬中의 C含有量은 시일드가스組成에 全혀 影響을 받지 않았지만, Si, Mn含有量은 시일드가스중의 CO₂混合率이 많아질수록 低下하는 傾向이었다. 또 Cr, Mo 量은 시일드가스組成에 거의 影響을 받지 않았다. 5) 熔接金屬의 非金屬介在物에 미치는 시일드가스의 影響은 별로 確實한 傾向을 나타내고 있지 않다. 6) CO₂-Ar混合시일드가스의 Ar가스增加가 衝擊値에 미치는 영향은, 軟鋼에 있어서는 別로 影響을 주고 있지 않지만 低合金鋼에 있어서는 약간 低下하는 傾向이 보였다. A series of study using Argon/CO₂ gas mixture in shielded gas welding was carried out to overcome some difficulties in CO₂-arcwelding or MIG-welding. In this paper, single bead was performed on mild steel and low alloy steel pipes using bare electrode and CO₂ and Argon, singly or mixed, as shielding gas. The mode of metal transfer, bead shape, blow holes, chemical composition and non-metallic inclusions of weld metal, further, V-Charpy impact value of weld metal were investigated on these metal. The results obtained are as follow: 1) With increasing Argon content, the mode of metal transfer was observed to be of Spray transfer type. In the range of Ar 40% per CO₂60%-Ar 60% per CO₂ 40%, the mode of transfer is observed to be a combination of spray and globular types. 2) The penetration depth with increasing Argon content decreases and the bead shape factor (W/P) increases. The flank angle (θ) decreases a little with increasing CO₂ content. 3) If the welding is performed with appropriate shielding gas under appropriate welding conditions, the welding defects (mainly blow holes) hardly occurs. 4) The carbon content of deposited metal is not affected by change in Ar/CO₂ composition of shelding gas, but the contents of silicon and manganese decrease with increasing CO₂. The Chromium and molybdenum contents hardly depend on the composition of shelding gas in the case of low alloy steel. 5) The non-metallic inclusions hardly depend on the composition of shielding gas. 6) The V-Charpy Impact value is practically not affected by the shielding gas composition for mild steel but decreases a little with increasing Argon content in the case of low allay steel.

        • KCI등재

          경질 Chromium 전도시의 초음파조사효과

          권혁무,장충근,천광현 대한금속재료학회(대한금속학회) 1973 대한금속·재료학회지 Vol.11 No.3

          1. 序論 硬質 chromium 鍍金은 piston ring이나 cylinder-liner등의 內燃機關用 部品이나 工具, gauge類, roller 등 각종 내마모성 기계부품에 다양하게 이용되고 있으며 높은 硬度와 강한 부착력이 필요하고 均一電着性이 요구되고 있다. 그러나 도금중 電極에서의 gas발생과 分極現象은 피할 수 없는 현상이며 이로 인하여 陰極에서 발생하는 수소 gas는 음극면에 부착되어 pin hole을 형성하거나 석출금속층에 gas가 흡장되는 원인이 되고 分極은 濃度勾配를 야기시켜 균일전착성을 低下시킨다. 이를 개선하기 위하여 도금액의 攪拌 또는 기타 通電法 등을 考案實施하고 있으나 보다 새로운 方法을 모색하기 위하여 著者는 超音波를 경질크롬 도금에 도입시켜 연구보고^(1))한바 있으며 이번에는 前報와는 달리 초음파의 주파수의 변화에 대한 析出量과 균일전착성 그리고 전류밀도의 변화에 대한 초음파의 영향등을 검토해 보았다. 2. 實驗 方法 도금시료는 16×80×0.5 ㎜의 壓延鋼板을 陰極으로하여 사용하였고 8% Sb-Pb합금을 陽極으로 사용하였다. CrO₃-250g/l에 H₂SO₄-2.5g/l을 첨가한 도금액을 多量으로 제조한 후 液中에 3價크롬을 생성시키기 위하여 全液을 1當 5A/d㎡ 低電流로 약 2시간동안 通電하여 3價크롬의 양을 2g/l로 조절한후 每鍍金時마다 定量씩 채취하여 1回 사용한후 폐기하였다. 100㏄. beaker 두개를 50±2℃의 두 항온수조 안에 각각 담그어 鍍金槽로 사용했으며 양쪽 beaker에 等量等質의 도금액을 넣고 양극과 음극을 같은 간격으로 setting 한 후 통전양을 같게하기 위하여 두 도금조를 직열로 연결하고 한쪽 도금조의 下部에 π형 ferrite transducer^(2))의 輻射面을 가볍게 접촉시켜 垂直上方向으로 초음파를 조사시켰다. 이때 ferrite transducer의 구동을 위하여 URM 25D sine wave oscillator로부터 인출한 正弦波信號를 30 watt-CK6146B-PP Booster Amp.로 증폭하여 transducer를 구동시켰다. 또한 초음파의 주파수를 가변하기 위하여 TDK π형 Vibrox^(3)) ; 28㎑와 50㎑ 그리고 100㎑ 용 transducer를 같은 조건하에서 대치시키고 소요 공진주파수의 고주파 전력을 공급한후 matching condencer의 용량을 가변선정하여 最良의 상태로 구동시켰다. 28㎑ 50㎑ 용 transducer는 한개씩을 사용했고 그 超音波 輻射面積은 8㎠이였으며 2㎠의 복사면적을 가진 100㎑ 용 transducer는 4개를 결합시켜 동일 복사면적이 되게 하였다. 도금액 중에서의 초음파 특성을 파악하기 위하여 각 공진 주파수의 transducer로 Vibro Pick Up^(4))을 제작하여 도금조의 底面으로부터 液面까지의 상대적 음향분포를 조사검토하였고 같은 조건하에서 초음파가 조사된 시료와 조사되지 않은 시료의 주파수에 따른 석출량, 경도 그리고 균일 전착성과 피복력 등을 비교 검토하였다. 3. 實驗結果 및 考察 Vibro Pick Up에 의해서 전해조 안의 음향 분포를 측정해 본 결과 초음파수가 28㎑와 100㎑인 경우에는 그 작용율이 약 76%로써 24%의 감쇠를 보이고 있으며 50㎑인 경우에는 작용율이 57%로써 43%의 감쇠를 보이고 있다. 이는 전해조의 음향 impeadance와 전해조 底面에서의 초음파의 反射, 散亂^(6))에 의한 손실로 생각되며 본 실험에 사용된 전해조에 대한 초음파의 조사효율은 50㎑ 보다 높거나 낮은 주파수의 초음파가 손실이 적음을 보여주고 있다. 석출량은 초음파가 조사된 경우 각 주파수 공히 평균 3.8% 정도 감소되는 경향이 있는데 이는 음극면상의 석출금속중 樹技狀 성장의 bulk들이 초음파에 의하여 제기분산^(7))된 것으로 생각되며 도금면의 경도가 50∼100Hv 정도 높아졌고 균일 전착성이 상당히 향상되었다. 이와 같은 현상은 ultrasonic cavitation^(7))과 그 직선적 효과에 의하여 전해액이 강렬하게 교반되어 농도구배가 소실◎되고 cavitation으로 생긴 眞空氣泡가 파열될 때 발생하는 국소적 고온고압과 충격력^(9))이 주위의 전해액에 작용하여 결정이 미세화되고 석출금속층이 uniform하기 성장함에 따라 경도의 증가와 균일전착성이 향상된 것으로 생각된다. 4. 結論 1. 전해조 안에서의 초음파의 작용율은 50㎑인 경우가 가장 저조하나 균일한 분포를 보이고 있으며 28㎑와 100㎑인 경우는 손실은 적으나 균일성이 매우 저조하였다. 2. 초음파를 조사한 경우의 석출량은 조사되지 않은 경우보다 약간 감소하는 경향이 있다. 3. 초음파를 조사하는 경우(28㎑, 50㎑, 100㎑; 24Watt)의 경도와 균일전착성은 조사되지 않은 경우보다 상당히 향상되었다.

        • KCI등재

          금속공업과 내화물

          이종근 대한금속재료학회(대한금속학회) 1970 대한금속·재료학회지 Vol.8 No.2

          철강공업을 비롯한 금속공업과 내화물과는 매우 밀접한 관련성을 가지고 있으며 금속공업의 생산성에 미치는 내화물의 영향은 매우 크다. 그러므로 최근 철강 공업을 비롯한 내화물을 사용하는 공업의 눈부신 발전에 따라서 내화물공업도 기술적으로 많은 진보를 보였다. 내화물의 산업별 출하량을 보면 철강공업이 74.0%, 비철금속공업이 2.2%를 차지하고 있어서 금속공업이 차지하는 비율은 76%를 상회하고 있다. 내화물의 품종별 추세를 보면 특히 생산 성장률이 큰 것은 염기성내화물에 속하는 마그네시아 내화물과 돌로마이트 내화물이고 형태로 볼 때는 부정형 내화물의 성장이 눈에 띈다. 그 반면에 크롬계의 내화물이나 규석질 점토질과 같은 내화물은 담보상태에 있던가 하락하고 있다. 한편 철강용 내화물의 원단위를 보면 1959년에서 1968년에 이르는 10년간에 거의 반으로 줄어들어 25㎏/ton에 이르고 있는데, 그 원인은 내화물의 품질향상, 내화물의 선택과 철강의 제조방식 내지 기술의 향상에 있는 것이다. 그러므로 금속공업의 발전을 위하여는 제조방식이나 기술의 발전에도 힘을 기우려야 하겠지만 내화물의 특성을 주지하고 가장 적합한 내화물을 선택 사용하여야 함과 동시에 내화물 업계에서는 그 재질적 특성 향상에 주력하여야 하겠다.

        • KCI등재

          연료유에 의한 금속 표면의 고온부식 연구

          조종수,정호광,강성군 대한금속재료학회(대한금속학회) 1970 대한금속·재료학회지 Vol.8 No.2

          X-선 회절법과 금속현미경에 의하여 방커 C유를 연료로 쓰는 boiler나 heater에서 채취된 금속 재질 표면의 부식현상을 조사 연구 하였다. X-선 회절법에 의하면 이 부식표면 성분은 V₂O_5, V₂O₃, vanadyle vanadate 및 소지 금속 산화물 등이 주성분으로 되어 있었다. 따라서 연료류 중에 함유되어 있는 바나듐 성분이 금속 재질 표면에 증착 용융되어 부식을 촉진시킨 것으로 믿어진다. 부식 시편의 채취장치와 위치에 따라 표면에서 검출된 바나듐 산화물의 형과 양이 달랐다. 또 부식 표면의 금상 학적 고찰을 금속 현미경에 의하여 시도하였다.

        • KCI등재

          Fe-Cr-Co 자석합금의 자기특성에 미치는 희유금속의 효과

          송진태 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.3

          Fe-30%Cr-25%Co 合金에 稀有金屬을 添加하며 이 合金의 磁氣特性에 미치는 稀有金屬의 添加效果를 조사 연구하였다. 1w/o와 2w/o의 Y 및 Sm 金屬을 含有하는 試料合金은 알곤(Ar) 분위기의 아크爐를 사용하여 溶解시켰으며 용융상태에서 급격히 냉각 주조하였다. 그 後 500℃와 700℃사이의 各溫度에서 여러時間동안 燒鈍시켰다. 實驗結果는 Fe-Cr-Co系 合金에 Y와 Sm 金屬을 添加하면 磁氣特性은 보다 우수하여 지고 最大의 에너지積(BH)_(max)은 500℃와 600℃사이의 時效溫度에서 16∼32時間 時效 處理시킴으로써 얻어졌으며 그 값은 2∼3.5MGOe였다. 또 Y와 Sm 特히 Sm 金屬은 Fe-Cr-Co系 磁石合金의 保磁力을 현저히 크게 하였으며 이것은 이 合金의 變調組織에 이들 金屬이 어떤 영향(例를 들어 組織의 微細化)을 주었거나 또는 基地中에 RCo_5, R₂Co_(17)(R: 稀有金屬)와 같은 强磁性相을 析出하게 하는 까닭이라 믿는다. The magnetic properties of Fe-30%Cr-25%Co alloys as a function of the additional rare earth metals were studied. A mumber of ingots for specimen containing 1 w/o to 2 w/o Y and Sm were prepared by arc melting under a protective atmosphere, resulting in a rapid freezing from the molten state. The samples were then annealed for various time at the temperature between 500℃ and 700℃. It was founded that the magnetic properties of Fe-Cr-Co-R(R: rare earth metals) alloys were superior to Fe-Cr-Co alloys, and the maximum energy product 2-3.5 MGOe were obtained by aging treatment with the aging time 16-32 hours and the aging temperature 500℃-600℃. It is concluded that a small amount of Y and Sm, especially Sm metals, remarkably increases the coercive force of Fe-Cr-Co magnet alloys, which may be attributed to the certain modification of their modulated structure or the precipitation of ferromagnetic phase such as RCo_5 and R₂Co_(17) in the matrix, due to rare earth metals.

        • KCI등재

          금속의 진 (眞) 표면적의 결정방법

          문인형 대한금속재료학회(대한금속학회) 1970 대한금속·재료학회지 Vol.8 No.2

          금속의 진표면적은 잘 알려진바와 같이 우리가 기하학적으로 측정할 수 있는 면적의 �p배나 될 수 있다. 적당한 조건하에서, 유리로 된 실험용기 내부에서, 조사하려는 금속표면을 산소에 노출시킨다. 다음 금속표면에 흡착된 산소의 양을 전기화학적인 환원방법으로 정량파악하여 표면의 roughness factor (거침도)를 결정한다. 다만 이때 금속의 전 표면이 산소원자에 의하여 단일흡수층을 이룬다고 가정한다. 이 가정은 adsorption isothern으로 검토되어야 한다. 크기 약 5㎠(기하학적인 측정면적임)의 동표면에서 이 방법을 실험했다. 예상한대로, 고온가열한 시료의 경우 거침도는 작아 1.2를 보였고 거친 emery paper로 간 표면은 거침도 약 3을 나타냈다. 산소가 동표면에서 화학흡착하는 경우 그 activation energy가 16.2±0.95㎉/mole을 측정했고, 또 이 경우 fast adsorption의 비율이 표면처리 상태에 따라 20%∼60%까지 변화함을 보였다.

        • KCI등재
        • KCI등재

          활성소결시킨 W 분말성형체의 후처리에 관하여

          문인형,권영순 대한금속재료학회(대한금속학회) 1978 대한금속·재료학회지 Vol.16 No.2

          活性劑를 첨가하여 低溫燒結法으로 얻은 「텅그스텐」소결체는 展性이 없는 전형적인 취성材로서 인성이 요구되는 용도나 계속 加工用의 半製品에 사용될 수 없다. 이러한 취성의 원인으로는 活性劑 金屬, 金屬間 化合物의 편석 또는 소결과 同時에 進行되는 W-結晶粒의 조대화 등의 組織의 特性에 기인 한다고 생각된다. 本 實驗에서는 취성의 원인만을 가져오는 組織의 개선방안을 찾기위해 前報(1978년도 금속학회 춘계발표회)에서 얻은 W活性 소결체를 열처리 및 加工(고온단조)처리를 행하였다. 소결성형체의 後處理에 따르는 조직의 변화, 活性劑金屬의 分布등의 조직특성을 조사하고 前報에서 얻은 結果나 비교검토 하였다. 이렇게 하여 얻은 諸元으로부터 취성을 갖는 W-활성소결체의 보다 넓은 活用 가능성을 논의 하였다.

        • KCI등재

          급냉응고과정에서의 조직의 핵생성조절

          백종승,강춘식,Loper, C. R.,Perepezko, J. H. 대한금속재료학회(대한금속학회) 1982 대한금속·재료학회지 Vol.20 No.11

          熔融狀態의 合金을 急冷(10^6℃/sec)方法을 利用하여 凝固시킬때 자주 觀察되는 非平衡狀態의 獨特한 顯微鑛組織은 高度의 過冷却現象이 結晶質의 核生成過程에서 關係되였음을 나타낸다. 따라서 過冷却現象이 高速凝固過程에 미치는 基本過程을 硏究하기 爲한 Model approach로 徐冷條件 (10∼30℃/min)에서도 高度의 過冷却現象 (0.3∼0.4 Tm)을 얻을 수 있는 Droplet Emulsion Technique이 低融點金屬에 導入되었다. Droplet Emulsion Technique의 應用은 高度의 過冷却狀態에서 작은 droplet를 (10∼20μ)을 빠른 速度로 凝固시켰을때, 急冷方法을 使用했을 때와 같은 準平衡相들의 形成이 可能함을 보여 줄 뿐만 아니라 이러한 準平衡相들의 核生成過程을 組織的으로 檢討할 수 있는 初期 固溶體를 觸媒로 한 非均一核生成實驗을 可能케 해 주었다. 이러한 實驗結果에 따라 金屬粉末裝置에 高速凝固方法이 應用된다면 粒子精製(grain refinement) 效果뿐만 아니라 核生成過程에서 顯微鏡組織의 發達을 調節함으로써 顯微鏡組織의 形態變形이 可能하여 優秀한 物理的性質을 갖인 새로운 金屬材料의 開發이 可能함이 밝혀졌다. 더 나가서, droplet方法에 依한 液體金屬의 過冷却實驗은 高速凝固過程 뿐 아니라 在來式 鑄物方法에서 일어나는 凝固過程을 糾明하는데에도 基凝的인 資料가 된다고 믿어 진다. A droplet emulsion technique which allows a deep undercooling (0.3-0.4Tm) at slow cooling rate (10-30℃/min) has been applied as a model approach to study the basic solidification mechanisms associated with rapid solidification processing. When a liquid metal is undercooled substantially, the crystal growth following nucleation will be rapid regardless of the cooling rate. Often, the usual solidification reactions can be suppressed at high undercooling by the formation of metastable solid solutions, intermediate phases and in some cases amorphous solids. The kinetic phase selection mechanism has been examined by a controlled nucleation catalysis experiment in which the primary solid solution is established as one type of suitable catalytic site for the generation of metastable phases during nucleation. Phase selection promoted by undercooling and known nucleation catalysis reactions provides numerous possibilities for nucleation controlled structure modification. This indicates that rapid solidification powder processing not only has a valuable potential for grain refinement, but also has extensive possibilities for microstructural modification.

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