구상흑연주철에서의 흑연의 크기에 대한 연구

국문 초록 (Abstract)

1. 緖論
球狀黑鉛鑄鐵은 새로운 工業材料로서 脚光을 받고 있는 鑄鐵이다. 添加劑를 加해서 黑鉛을 球狀으로 鑄鐵狀態에서 얻는 노력은 옛날부터 계속되어 왔으며 1948年에 성공한 후 이 材料의 硏究는 各 方面으로 계속되어 왔다. 그러나 아직도 解結되지 못한 問題들이 허다하다. 특히 材料의 性質에 대한 硏究도 많은 硏究者에 의해서 遂行되어 왔다고는 하나 充分한 것은 아니다. 本硏究에서는 그 一環으로서 球狀黑鉛의 크기와 機械的性質 특히 引張强度 및 伸率을 中心으로하여 그 영향을 調査檢討하였다.
2. 實驗方法
球狀黑鉛鑄鐵用 銑鐵을 20KVA kryptol 爐에서 6번 黑鉛도가니를 사용하여 熔解한후 電解鐵과 Fe-Si(75%)로 C와 Si를 조정하였다. 熔湯을 1500℃로 가열하여 CaC₂를 表面添加하고 교반한 후 脫黃하여 slag로 제거하였다. 이 熔湯을 1500℃로 再加熱하고 Fe-Si-Mg를 表面添加하여 球狀化처리후 Fe-Si(75%)로 接種하였다. 試料는 黑鉛의 크기를 변화시키기 위해 ASTM 규격의 1"Y Block의 生砂型과 1/2"Y Block의 生砂型 및 金型에 주입하여 제조하였다. 이것을 完全 Ferrite化 燒鈍을 행한 후 機械加工하여 引張試片을 만들어 引張强度, 降伏强度, 伸率, 斷面收縮率, 硬度를 측정하였다.
3. 實驗結果 및 考察
3.1. 引張强度에 미치는 黑鉛의 크기의 影響
C와 Si가 일정할때 球狀黑鉛의 크기와 引張强度의 관계는 Fig. 1과 같다. Fig. 에서 알수 있는 바와 같이 球狀黑鉛의 크기가 커짐에 따라(20㎜∼40㎜ 범위) 引張强度는 거의 直線的으로 若于의 감소를 나타낸다. 대체로 球狀黑鉛의 直徑이 0.1㎜ 커짐에 따라 引張强度는 0.4㎏/㎟ 정도의 감소를 보여 주고 있다. 또한 C를 一定하게 하고 Si만을 변화시켰을 경우에는 引張强度는 Si 증가에 따라 증가한다. 이것은 ferrite中에 固熔한 Si의 量이 많아진 까닭이라고 생각된다.
3.2. 伸率에 미치는 黑鉛의 크기의 影響
Fig. 1에서 알수 있는 바와 같이 球狀黑鉛의 크기와 伸率의 관계는 黑鉛의 크기가 커짐에 따라 증가현상을 나타낸다. 金屬의 機械的性質上으로 볼때 引張强度와 伸率은 一般的으로 反比例的 경향을 나타내는 것이 보통이다. 本實驗에서도(球狀黑鉛의 크기는 20㎜∼40㎜) 引張强度가 감소 함에 따라, 伸率은 若于의 증가현상을 나타낸다. 大體로 黑鉛이 Φ0.1㎜ 커짐에 따라 伸率은 0.5% 정도 증가한다.
4. 結論
本硏究를 통하여 얻은 重要한 事項은 다음과 같다.
(1) 球狀黑鉛의 크기가 20㎜∼40㎜ 범위에서는 黑鉛이 Φ0.1㎜ 커짐에 따라서 引張强度는 0.4㎏/㎟ 정도의 감소를 나타낸다.
(2) 球狀黑鉛이 Φ0.1㎜ 증가함에 따라서 伸率은 0.5%정도 증가한다.