KR20030075427A

KR20030075427A - 스텔라이트 6비 합금 의 열간 압연조직 제어방법

Info

Publication number: KR20030075427A
Application number: KR1020020014644A
Authority: KR
Inventors: 백응률; 심종필; 김판권
Original assignee: 백응률; 심종필; 김판권
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2003-09-26

Abstract

본 발명은 스텔라이트 6비 합금의 열간압연조직 제어방법에 관한 것으로서, 20 - 60 %의 코발트(Co)에 약 10 - 40 %의 크롬(Cr), 약 10 - 40 % 의 니켈(Ni),5 - 20 % 의 텡스턴(W), 약 0 - 1 % 의 실리콘(Si) 등이 함유되어, 탄화물과, 다른 강화상을 가진 모재를 포함한 원소 조성을 가지고, M₇C₃와 M₂₃C₆의 Cr 탄화물을 주조로 하면서 망상형태의 M₇C₃의 공정탄화물에 의한 악화된 물성을 가지는 델오로 스텔라이트(Deloro 스텔라이트)사의 상품명 금속인 스텔라이트 6 B 합금의 열간압연조직 제어방법에 있어서;

상기 스텔라이트 6 B 합금의 열간 압연공정에서의 최적온도는 1250 - 1150 도 섭씨에서 이루어지며 한 패스당 최대가공량은 35 % 으로 가공처리하는 것을 특징으로 한다.

Description

스텔라이트 6비 합금 의 열간 압연조직 제어방법{An controlling method in producing a specific stellite 6 B alloy}

본 발명은 스텔라이트 6비 합금의 열간압연조직 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 상품화되어 있는 스텔라이트(stellite)계 합금의 물성을 개선하는 가공방법을 제공함으로서 초내열합금의 국산화를 도모하기 위한 것이다.

스텔라이트는 고온에서 경도, 강도, 내산화성이 양호한 일련의 초합금에 대한 델오로 스텔라이트(Deloro 스텔라이트)사의 상품명의 금속으로서 약 20-60 % 의 코발트(Co)에 약 10-40 % 의 크롬(Cr), 약 10-40 % 의 니켈(Ni), 약 5-20 % 의 텡스턴(W), 약 0-1 % 의 실리콘(Si) 등이 함유된다.

스텔라이트합금은 주로 주조 후 절삭 가공하여 절삭공구, 다이스용, 베어링의 경질표면코팅, 내마모표면용 엔진밸브 또는 터어빈 블레이드(blade) 등에 사용되고 있다.

스텔라이트는 또한 탄화물과, 다른 강화상을 가진 모재를 포함한 원소 조성을 가진다. 스텔라이트는 코발트-크롬-텅스텐의 삼원계를 기초로 하며 코발트기 합금 중, 가장 널리 쓰이는 합금이다.

이 조성은 이상적인 내마모, 내부식성. 내침식성을 지니며 600 도 섭씨 이상에서도 높은 경도를 부여한다. 때문에 원자력, 항공우주. 가스-터빈 산업에서 광벌위하게 사용되어지고 있다. 동시에 와이어, 판, 용접용 전극봉처럼 이 합금으로 만들어진 다른 제품들도 다른 분야들에서 널리 사용되고 있다. 최근에는 Co-Cr-W/Mo-Ni/Fe-C-Si 형의 새로운 스텔라이트 합금이 CO-Cr-W-C 형의 합금에 Mo, Ni, Fe, Si 같은 원소를 첨가함으로써 개발되었다.

이러한 합금 개발의 경향은 크게 C < 1 % 인 탄화물(carbide)형. C < 0.1 % 인 금속간화람물(Intermetalic)형, 그리고 C < 0.4 % 인 고용체형으로 분류되는데, 이러한 합금 개발의 경향이 도 2 에 표로써 도시된다.

탄화물 합금의 경우 대개 29 % 의 Cr 을 함유하면서 C 및 W의 함량에 따라 세분되어지는데 기본적인 스텔라이트(no.1∼n0.77)가 이러한 경우라고 할 수 있다.

이러한 탄화물 함금은 C 함량이 증가할수록 경도값이 증가하며 동시에 내마모성 또한 증가한다. 즉, 탄화물 석출강화에 의한 합금의 경도증가는 일반적인 스텔라이트에서의 가장 기본적인 강화기구라고 할 수 있다.

일반적으로 스텔라이트에서 나타나는 탄화물의 종류에는 M₇C₃와 M₂₃C₆의 Cr 탄화물이 주를 이루는데 이러한 탄화물은 강도에는 크게 기여할지 모르나 M₇C₃의 공정탄화물이 망상으로 연결되어져 재료의 ductility 에는 아주 취약한 성질을 보인다.

따라서, 본 발명에서는 이러한 망상형태의 M₇C₃의 공정탄화물을 열간 가공을 통해 분쇄함으로써 연,전성(ductillty)을 향상시킴과 동시에 열간 압연제어기술을 확보하여 단련용 Co 계 초내열 합금의 국내상용화 하는데 그 목적을 두고자 한다.

도 1 은 최근의 합금개발의 동향을 설명하기 위한 도표.

도 2 는 본 발명의 스텔라이트 6비 합금의 열간압연조직 제어방법을 설명하기 위한 시편의 내용을 도시하는 도표와 주조시편과 수입시편의 주사현미경사진.

도 3 은 본 발명의 스텔라이트 6비 합금의 열간압연조직 제어방법을 설명하기 위한 각 시편의 기계적 성질을 도시하는 도표.

도 4 는 본 발명의 스텔라이트 6비 합금의 열간압연조직 제어방법을 설명하기 위한 주조시편과 열가가공조직의 파단면을 도시하는 주사현미경사진.

도 5 는 수입 시편의 미세조직의 주사현미경사진.

도 6 은 EDS(Energy Dispression X-ray Spectroscopy) 분석에 의한 주조시편의 합금고용량을 도시하는 도표.

도 7 은 EDS 분석에 의한 열처리 및 열간가공 시편의 합금고용량을 도시하는 도표.

도 8 은 주조시편(A시편)의 X 선회절분석표.

도 9 는 열처리 및 열간가공시편(시편B)의 X 선 회절분석표.

도 10 은 열처리 및 열간가공시편(시편C)의 X 선 회절분석표.

도 11 은 열처리 및 열간가공시편(시편D)의 X 선 회절분석표.

도 12 는 최종 열간압연된 시편을 도시하는 사진.

도 13 은 각 온도구간별 최대가공량을 도시하는 그래프도.

도 14 는 스텔라이트 6비 의 고온인장그래프도.

도 15 는 두께에 따른 엘리게이터링 현상을 도시하는 사진.

도 16 은 두께변화에 따른 Δ값의 변화표.

도 17 은 두께 및 가공량에 따른 엘리게이터링 영역을 도시하는 도표.

도 18 은 주조 및 열간압연의 미세조직의 현미경사진으로서 상행 2장은 주조조직, 중하행 4 장은 압연조직사진.

도 19 는 주조시편, 압연시편, 및 수입시편의 기계적 성질의 비교도표.

도 20 은 압연시편의 미세조직의 1000 배 확대사진이다.

이하의 부수된 도면과 함께 본 발명의 스텔라이트 6비 합금의 열간압연조직 제어방법 및 효과를 실험을 통한 실시예를 바탕으로 설명한다.

[실시예]

[시편제조]

시편은 사형주조를(시편A) 통하여 시편을 제조하였으며, 이와 비교하기 위하여 기존에 상용화되어져 있는 수입시편인 단련용 합금 스텔라이트 # 6 시편(시편C,D)을 분석하였다. 주조시편은 Co, Cr, C, W. Ni, Si. Mn 등을 장입하여 유도 용해로에서 용해하여 용탕을 사형에 주입하여 시편을 제조하였으며, 이때의 출탕 온도는 1700 도 섭씨로 하였다. 준비된 시편의 화학적 조성은 도 1 의 표와같다.

[인장시험 및 미세조직 관찰 및 분석]

이렇게 제조된 시편들 중 주조시편과 수입시편들(시편C,D)의 기계적 성질인 항복강도, 최대인장강도 및 연신율을 측정하기 위해 인장시험을 하였으며 인장시험에 사용되는 인장시편은 ASTM-E8M 규격의 판상형 서브사이즈(sub-size)로 각 3 개씩 제작하여 ( 길이: 100 mm, 폭 :6.0 mm, 게이지길이: 32mm, 그립(grip)길이: 30 mm, 두께:1.6 mm ) 측정하였으며 측정값은 각각의 측정된 값의 평균값을 취하였다.

로크웰(Rockwll) 경도기(C 스케일(scale). 다이아몬도 인덴터(diamond indenter):150kg load)를 이용하여 각 시편의 경도값을 측정하였다.

파단면은 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 관찰하였다. 그리고 각 시편을 켈링스리전트(Kalling's reagent) (5g Cucl₂+ 100 mL HCI + 100 mL ethanol)로 에칭한 후, SEM 을 이용하여 미세조직의 관찰을 통해 기계적 성질과의 관계를 알아보았다.

사형시편 및 열간 압연 시편 그리고 열간 가공 및 열처리된 수입제품의 시편들의 EDS 분석을 통하여 탄화물의 화학성분을 정량분석하였으며, 켈링스리전트를 사용하여 기지조직을 깊게 부식시킨 후 X-선 회절시험기(XRD)로 각 시편에서 생성되어진 탄화물의 종류를 확인하였다.

[열간 압연 실험 및 인장시험]

사형주조로 얻어진 시편(시편A)을 Ar 분위기의 가열로에서 1250 도 섭씨에서1시간 예열한 후, 열간 압연기( 최대하중(max. load): 200 tons ,롤사이즈 : 310 φ× 320L )를 통해 압연하였으며, 1 패스 후 다시 가열로에서 20 분동안 유지하였다. 이때 롤스피드는 32 m/min 로 일방향으로 하였다.

압연실험에서 은도범위의 변화를 통해 최적 열간 압연 온도 범위 및 패스 당 크랙발생이 되는 압하율(가공율) 실험을 하였으며, 압연시편의 두께(t)의 변화(5, 5, 8, 10, 13, 15, 18, 20, 37t)에 따른 주어진 롤직경(R)에서의 엘리게이터링 발생 값을 측정하였다.

또한, 이렇게 얻어진 압연시편을 통해 기계적 성질을 측정하기 위하여 인장시험 및 경도측정을 하였으며, 주사전자현미경(SEM) 을 통해 압연 조직을 관찰하였다.

[실험결과]

[미 세조직 관찰]

주사전자현미경(SEM)을 통하여 관찰한 주조조직의 미세조직 사진은 도 2 하단 사진과 같다.

사진에서와 같이, 상좌단의 주조시편의 미세조직은γ인 Co 기지(matrix) 내에 공정탄화물(M₇C₃)이 형성되어져 있으며, 망상형태로 연결되어져 있음을 볼 수 있다. 상우하좌우단의 수입제품시편의 경우에는 기지(매트릭스:matrix)와 결정립 사이에 공정탄화물과 이차탄화물이 복잡하게 석출되어 있음을 알 수 있다.

도 3 은 각 시편의 인장, 항복강도, 연신율 및 경도측정간과 델오로 스텔라이트사의 기계적 성질값을 나타낸 것이다. 여기서. 주조 시편과 수입제품인 B 의 인장강도의 차이가 현저한 것을 볼 수 있다.

또한, 연신율의 경우에는 시편 C 가 높은 것으로 나타났는데 이는 파단면에서 나타나는 파괴형태에서도 뚜렷이 알 수가 있다. 즉, A 시편의 파단면의 경우에는 전형적인 취성 파괴를 보이는 반면, C 의 경우 다소의 취성 파괴가 있기는 하나, 연성 파괴가 일어나고 있음을 알 수 있다. 이러한 파단면의 형태는 연신율과 일치되어짐을 알 수 있다.

도 4 는 두 시편의 파단면을 주사현미경(SEM)을 통해 관찰한 사진이다.

이렇게 측정되어진 기계적 성질간의 차이는 도 1 에서 보는 것과 같이, 두 시편의 화학적 조성의 차이가 다소 있으나 합금성분의 변화에서 오는 차이라고 보기는 어렵다. 따라서, 이러한 기계적성질의 차이는 열간 가공 및 열처리 등의 가공 공정상의 차이에서 비롯되어진 것이라고 할 수 있다.

[연신율과 미세조직의 관계]

다음 도 5 에서처럼 수입제품 시편 B,C,D 들의 미세조직에서 나타난 각 시편들의 결정립(grain) 경계를 살펴본 사진에서, 시편 B 및 시편 D의 경우에는 탄화물들이 미세하게 그레인 경계에 석출되어져 있음을 볼 수 있으나 시편 C 의 경우에는 그 양이 아주 작음을 알 수 있다.

이는 탄화물이 그레인 경계와 Cr-기지(매트릭스) 내에 미세하게 석출되어져 전위활주(dislocation glide)를 방해하여 합금의 전체적인 강도와 경도를 증가시키게 되는 전형적인 Co-베이스 슈퍼알로이(superalloy)의 탄화물에 의한 강화기구가된다.

반면에 이러한 탄화물의 강화기구는 변형-파단(creep-rupture) 강도 등에서는 우수할지 모르나 원활한 가공을 위한 연전성이 다소 저하되게 지어진다

[각 탄화물들의 EDS분석]

[주조시 편]

도 6 은 주조상태에서 형성된 탄화물의 합금성분의 고용량을 EDS 분석한 것이다. 일차탄화물인 M₇C₃탄화물은 Cr 이 주성분을 이루고 타 합금 원소들이 상당량 많이 고용되어 있다.

[열처리및 열간가공시편(시편 B,C,D)]

도 7 의 도표는 열처리 및 열간가공을 거친 시편(B,C,D)의 탄화물의 합금성분의 고용량을 EDS 분석한 것인데 주조상태에서 탄화물의 합금성분과 비교해볼때 화학적 성분값에서는 큰 변화가 없으나 시편 B, D 에서 나타난 일부 탄화물의 경우에는 그 성분 값의 다소의 차이를 보인다.

즉 미세조직 사진에서 나타난 미세한 탄화물(흰색)들의 성분이 다른 탄화물의 성분보다 Cr 함량이 낮고 타 합금원소(W,Co)량이 많아 나타나는 것을 볼수있다.

[Xray회절시험]

Xray회절분석(XRD)를 통한 주조시편인 시편(A)의 탄화물의 상을 측정한 결과는 다음 도 8 과 같다. 주조시편은 그 기지는 Co 고용체로 되어 있으며 나타나는 탄화물은 M₇C₃형태의 Cr 탄화물이다.

도 9, 10,11 은 열처리및 열간가공한 수입시편의 X선 회절분석값이다. 시편 B,C,D 에서 전체적으로 나타난 탄화물은 주조시편과 같이 Co 고용체에 M₇C₃형 탄화물이 주를 이루고 있으며 M₂₃C₆와 같은 이차탄화물이 형성되었음을 알 수 있다.

이하에서 열간압연을 설명한다.

[최적열간 압연온도및 최대가공량]

도 12 는 최종적으로 열간압연된 시편을 보여주고 있는데 사이즈는 (초기시편 80 mm * 25 mm 테이퍼:10mm T=변화)로 하였고 압연 후, 최종두께는 1.5 mm 로 하였으며 총가공량은 85 % 내외로 하였다.

열간변형 온도는 1150-1300 도 섭씨에서 온도번위를 50 도 섭씨씩 증감하여 압연실험을 실시하였다. 이때 각 온도구간마다 1 패스당 가공량의 정도를 달리하여 크랙의 발생유무를 확인한 결과 도 13 과 같았다.

이때 1300 도 섭씨에서는 고온으로 인해 부분적인 액상이 존재하여 압연과정 중 적열취성을 보였다. 이는 일반적인 열간가공 온도의 상한점인 용융온도범위(스텔라이트:1265-1354 도 섭씨)의 50 도 섭씨 낮은 온도에 근접하였을 것으로서 생각된다.

또한 1250 도 섭씨의 온도에서 크랙이 발생하지 않는 범위에서 최대압하율이 35% 를 보였다.

이와 같은 결과는 도 14 에서와 같이 스텔라이트 6비 합금의 고온인장시험결과와 비교하였을 때, 가열로에서 압연공정까지의 과정에서 생기는 온도급하강(100도 섭씨내외)을 고려하였을 경우에 거의 동일한 온도범위에서 최대가공률값을 보임을 알 수있 다.

[두께(t)및 가공량의 변화와 엘리게이터링현상]

도 15 는 동일한 가공량(15%)과 온도범위(1250 도 섭씨)에서 두께(6,8,10,12,15,18,20,30 mm)를 변화하여 1 패스로 하였을 때, 얻어진 시편을 나타내고 있다. 이때, 두께가 12mm 이상이면 이른바 엘리게이터링(악어입파과현상)이 일어나는데 이는 압연공정에서 나타나는 전형적인 불균질변형이라 할 수 있다.

이와 같은 형태의 파괴는 잉고트를 초기에 압연할 때 많이 일어나는데 이것은 잉고트를 처음 압연할 때, 롤직경에 비하여 압연되는 재료의 두께가 두껍고 압연패스당 가공도가 적기 때문이다.

일반적인 재료에서 엘리게이터링현상은 Δ 값의 크기가 1 또는 그 이상일 때, 나타나는데 여기서 Δ 의 값은 다음과 같이 정의된다.

Δ = h /Lp

Lp =[R(h0-h1)]^1/2, h=(h0+h1)/2

여기서 h 는 평균두께, Lp는 접촉면적 R 은 롤의 직경, h0 는 초기두께, h1은 가공 후 두께이다.

따라서 각 두께에 따른 Δ의 값의 변화는 도 16 과 같다. 도표에서 보는 바와 같이, 일반적인 재료에서 Δ값보다 낮은 범위에서 엘리게이터링이 유발되는 것을 볼 수 있는데 이는 Δ값이 주어진 롤직경(R=310mm)에서 약 0.5 이상을 넘으면엘리게이터링이 유발되는 것을 알 수 있다.

또한 도 17 에서와 같이 두께변화와 Δ값과의 관계와 동일두께(30mm)에서 가공변화량에 따른 Δ값과의 관계를 상호 비교하여 그래프로 도시하는 경우, 거의 직선적인 거동을 나타내며 엘리게이터링 발생의 임계값은 Δ값이 약 0.5 일 때임을 알 수 있다.

이와 같이 가공량의 감소와 재료의 두께의 증가는 압연공정에서 변형구역이 재료의 중심부에 미치지 못하게 되며 이런 상태에서는 일반적으로 얻어지는 잔류응력인 표면에서는 인장응력이 중심부에서는 압축응력으로 나타나다.

[압연조직의 미세조직관찰]

도 18 은 SEM 으로 관찰한 주조조직(상)과 압연조직의 횡(중),종(하) 방향의 미세조직을 나타낸다. 미세조직을 살펴보면 주조상태에서의 망상형태의 M₇C₃공정 탄화물이 열간압연을 통하여 그 형태가 완전히 깨어졌음을 알 수있고 또한 그레인 경계도 현격히 작아졌음을 알 수있다.

미세조직의 이와 같은 변화는 높은 연신율과 기계적 강도에 큰 영향을 미치게 된다.

[기계적 성질]

도 19 의 도표는 열간압연으로 얻어진 시편의 인장시험 결과를 주조시편과 수입제품과 비교한 값을 나타낸다. 연신율 및 기계적 강도를 주조시편과 비교해 보면 압연시편이 월등하게 우수한 기계적 성질을 가지는 것을 알 수 있다.

또한, 수입시편과 비교했을 경우에도 최대 인장강도 및 항복강도의 겨우 다소 낮은 값을 보이지만 연신율면에서 오히려 높은 값을 가지게 되었다.

이러한 연신율의 증가원인은 도 20 에서 미세조직적으로 살펴보면 미세한 그레인 경계와 탄화물의 분해정도가 압연시편의 경우 더욱 크기 때문이라고 판단된다.

이상과 같은 본 발명의 실시예서와 같이;

각 시편의 기계적 성질을 살펴보면 주조로 얻은 시편들의 인장강도값과 상용화되고 있는 수입제품의 인장강도 값과 연실율의 값이 현저한 차이를 보이고 있고,

이는 화학적 조성의 경우 각 시편에서 다소 차이는 있으나 인장강도와 연신율의 값에 크게 변화를 주지 못하는 미미한 차이라고 할 수 있다.

따라서 이러한 인장강도와 연신율의 차이는 주조 후 열처리 등을 통하여 미세조직이 변화하였다고 유추할 수 있다. 이러한 주조조직의 기계적 성질을 보완하기 위하여 열간압연을 통하여 얻어진 시편으로 주조조직 보다 향상된 기계적 강도를 얻을 수 있었으며 특히 연신율의 현저한 향상을 가지게 되었다.

이는 미세조직을 살펴 볼 때에, 주조시편에서는 Co 기지 상에서 전형적인 M₇C₃공정 탄화물이 망상형태로 형성되어 있었으나 열간 압연공정을 통해 이러한 망상 형태의 주조조직이 깨어지게 되었음을 알 수있다.

여기에서 열처리와 탄화물의 관계를 고찰하면 하기와 같다.

열간 압연된 시편과 다른 열처리 시편들 사이에서도 연신율에 차이를 보이고있는데 서로 다른 열처리공정을 가지게 된 것을 알 수 있다.

즉, 고온 럽쳐 및 크립 성질의 향상을 가지기 위해 시편(B) 및 시편9D)의 경우에서와 같이, 일차탄화물인 M₇C₃가 이차탄화물인 M₂₃C₆Δ형태로 그레인경계에 미세하게 분해석출되어 진 것을 볼 수 있다.

이러한 탄화물의 재배열은 열처리에 의한 탄소의 확산에 의하여 이루어진다고 이미 알려져 있다. 즉, 스텔라이트에서 나타나는 M₇C₃는 시효처리를 통해 Co 가 풍부한 고용체 내의 그레인과 그레인 경계에서 새로운 카바이드인 M₂₃C₆로 재구성되어지며 이러한 재구성 반응식은 다음과 같다.

23Cr₇C₃→ 7Cr₂₃C₆+ 27C

6C + 23 Cr → Cr₂₃C6

그러나, 이러한 탄화물의 재배열은 고온에서의 강도와 럽쳐 및 크립성질에서는 향상되어 지나 연전성은 다소 저하되게 되는데 이는 M₂₃C₆탄화물 등의 이차 탄화물이 그레인 경계에서 석출되어 지므로 단조 및 압연공정에서 취약한 성질을 보이기 때문이다.

주조시편보다 열간가공 및 열처리되어진 시편의 인장강도가 높아졌다는 점과 이러한 인장강도가 높은 열처리 및 열간가공 시편 중에서도 탄화물의 생성 장소의 차이에 따라서 연신율의 차이를 보이는 것을 알 수 있다.

즉, 그레인 경계에 이차 탄화물인 M₂₃C₆가 다량 석출되어진 시편 B 및 D 는인장강도는 주조시편보다 향상되어지지만 비교적 그레인 경계에서 이차탄화물이 형성되지 않은 시편 C 에 비해서는 연신율이 상당히 떨어진다는 것이다.

그러므로 스텔라이트 6비합금의 기계적 성질의 개선을 위해서는 주조상태에서 나타나는 공정 M₇C₃형의 Cr 탄화물을 열간 가공을 통해 분쇄하여 연신율 및 강도 등의 기계적 성질을 향상시킴과 동시에 시효처리를 통해 이차탄화물인 M₂₃C₆가 그레인 경계에서 형성되어지게 되어 고온에서의 강도와 렵처및 크립 성질을 개선시켜야 한다는 결론에 이르게 된다.

따라서, 상기한 본 발명의 실시예에 의한 결론은 하기와 같다.

(1) 스텔라이트 6 B 합금은 탄화물에 의한 석출경화가 주된 강화기구이다. 주된 탄화물상은 M₇C₃과 M₂₃C₆의 Cr 탄화물이며 기계적 성질은 이러한 탄화물의 변화에 따라 달라지게 되는데 M₇C₃형은 주조상태의 공정탄화물이 열간가공에 의해서 탄화물이M₇C₃가 분쇄되어 재배열되어지고 시효처리를 통해 M₂₃C₆로 분쇄된다.

(2) 스텔라이트 6 B 합금의 이러한 탄화물의 변화는 열처리 및 열간가공 하에서 생성되는 이차탄화물이 그레인 경계에 석출되어질 경우, 고온에서의 강도와 럽쳐 및 크립 성질에서는 향상되어지나 덕틸리티는 다소 저하되는 원인이 된다.

(3) 스텔라이트 6 B 합금의 열간 압연공정에서의 최적온도는 1250 -1150 도 섭씨에서 이루어지며 한 패스당 최대가공량은 35 %이다.

(4) 스텔라이트 6 B 합금의 열간 압연공정에서 일어나는 불균질 변형의 하나인 엘리게이터링 현상을 피할 수 있는 롤 직경에 대한 임계 가공량 크기와 Δ 값을 제어할 수 있게 되었는데 Δ 값의 경우 일반적인 재료에서와는 달리 그 임계값이 약 0.5 내외임을 알 수 있었다.

(단 Δ = h /Lp , Lp =[R(h0-h1)]^{1/2 ,}h=(h0+h1)/2

h 는 평균두께, Lp는 접촉면적 R 은 롤의 직경, h0 는 초기두께, h1은 가공 후 두께)

이상과 같은 본 발명의 스텔라이트 6비 합금의 열간압연조직 제어방법은, 상용화된 스텔라이트 6비 합금의 물성을 대폭 개선함으로서, 저렴한 비용으로서 초내열합금의 국산화를 도모할 수 있게 하는 유용성을 가진다.

Claims

20-60 %의 코발트(Co)에 약 10-40 %의 크롬(Cr), 약 10-40 % 의 니켈(Ni), 약 5-20 % 의 텡스턴(W), 약 0-1 % 의 실리콘(Si) 등이 함유되어, 탄화물과, 다른 강화상을 가진 모재를 포함한 원소 조성을 가지고, M₇C₃와 M₂₃C₆의 Cr 탄화물을 주조로 하면서 망상형태의 M₇C₃의 공정탄화물에 의한 악화된 물성을 가지는 델오로 스텔라이트(Deloro 스텔라이트)사의 상품명 금속인 스텔라이트 6 B 합금의 열간압연조직 제어방법에 있어서;

상기 스텔라이트 6 B 합금의 열간 압연공정에서의 최적온도는 1250 -1150 도 섭씨에서 이루어지며 한 패스당 최대가공량은 35 % 으로 가공처리하는 것을 특징으로 하는 스텔라이트 6비 합금의 열간압연조직 제어방법.
제 1 항에 있어서, 상기 스텔라이트 6 B 합금의 열간 압연공정에서 일어나는 불균질 변형의 하나인 엘리게이터링 현상을 피할 수 있는 롤 직경에 대한 임계 가공량 크기와 Δ 값을 제어할 수있고 Δ 값의 경우 임계값이 약 0.5 내외로 하는 것(단,Δ = h /Lp , Lp =[R(h0-h1)]^{1/2 ,}h=(h0+h1)/2 : h 는 평균두께, Lp는 접촉면적 R 은 롤의 직경, h0 는 초기두께, h1은 가공 후 두께)을 특징으로 하는 스텔라이트 6비 합금의 열간압연조직 제어방법.