KR20200005821A - 인장 특성이 우수한 구상흑연주철 및 이의 제조방법 - Google Patents

인장 특성이 우수한 구상흑연주철 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200005821A
KR20200005821A KR1020180079279A KR20180079279A KR20200005821A KR 20200005821 A KR20200005821 A KR 20200005821A KR 1020180079279 A KR1020180079279 A KR 1020180079279A KR 20180079279 A KR20180079279 A KR 20180079279A KR 20200005821 A KR20200005821 A KR 20200005821A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
cast iron
nodular cast
iron
nodular
Prior art date
Application number
KR1020180079279A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102174021B1 (ko
Inventor
정희원
서성문
윤대원
유영수
정인용
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020180079279A priority Critical patent/KR102174021B1/ko
Publication of KR20200005821A publication Critical patent/KR20200005821A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102174021B1 publication Critical patent/KR102174021B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/04Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/08Making cast-iron alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/10Cast-iron alloys containing aluminium or silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

본 발명은 인장 특성이 우수한 구상흑연주철 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 탄소(C): 3.48 내지 3.88중량%, 실리콘(Si): 2.43 내지 2.73중량%, 망간(Mn): 0.20 내지 0.26중량%, 구리(Cu): 0.25내지 0.45중량%, 마그네슘(Mg): 0.025 내지 0.075중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.

Description

인장 특성이 우수한 구상흑연주철 및 이의 제조방법{SPHEROIDAL GRAPHITE CAST IRON WITH EXCELLENT TENSILE PROPERTY AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 인장 특성이 우수한 구상흑연주철 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 인장 특성이 우수한 유압밸브용 구상흑연주철 및 이의 제조방법에 관한 것을 포함한다.
구상흑연주철은 인장강도, 항복강도, 연신율이 우수할 뿐만 아니라 진동에 대한 감쇄능이 우수하여 선박 및 자동차, 산업기계, 유압밸브 등에 적용되고 있다. 보통의 주철은 흑연이 편상흑연조직이므로 응력을 받을 때 흑연을 따라 균열이 발생하기 쉽고 강도가 작은 결점이 있는데 반해, 구상흑연주철은 흑연을 본래의 편상에서 구상으로 변형시켜 흑연에서의 균열 생성을 방지하여 강도가 우수할 뿐만 아니라 연성도 갖게 되므로 다양한 용도를 갖고 있다.
복잡한 유로로 구성된 유압밸브의 경우 효율 향상을 위해 유압이 증가하는 추세이다. 따라서 유압에 견디기 위해 인장강도 및 연신율이 향상된 구상흑연주철이 요구되고 있다. 복잡한 구조의 밸브의 경우 복잡한 구조의 중자를 이용한 사형주조로 정밀주조되고 있으며, 주조상태에서 인장특성이 우수하여야 경제성이 있다.
인장강도와 연신율이 높으면 반복되는 높은 압력의 유압에 대한 내구성이 우수할 뿐만 아니라 외부의 충격에 대한 저항성이 우수해진다. 인장특성은 인장강도의 제곱에 연신율을 곱한 Q값으로 평가될 수 있다. Q값을 높이기 위해 합금원소 첨가에 의한 구상흑연합금 개발, 열처리 기술 개발, 연속주조와 같은 주조기술 개발이 이루어지고 있다.
종래에 개발된 FCD 50, FCD 60 구상흑연주철의 경우, 냉각속도가 빠르면 인장강도와 항복강도는 높으나 연신율이 떨어져 인장특성의 척도인 Q값이 낮아지는 경향이 있다. 또한 냉각속도가 느리면 연신율이 높으나 인장강도와 항복강도가 낮아져 Q값이 낮아지는 경향이 있다. 이에, 사형주조 후에도 인장 특성이 우수한 기계적 특성을 갖는 구상흑연주철의 개발이 요구되고 있다.
(등록특허공보) 제10-0681270호(2007.02.05)
본 발명은 사형주조 후에도 인장특성이 우수한 구상흑연주철을 제공하고, 사형주조 후에 추가적인 열처리 공정을 거치지 않고 인장특성이 우수한 구상흑연주철을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철은 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 탄소(C): 3.48 내지 3.88중량%, 실리콘(Si): 2.43 내지 2.73중량%, 망간(Mn): 0.20 내지 0.26중량%, 구리(Cu): 0.25내지 0.45중량%, 마그네슘(Mg): 0.025 내지 0.075중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철은 상기 구상흑연주철에 인(P): 0.001 내지 0.040중량% 또는 황(S): 0.001 내지 0.030중량%을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철은 상기 구상흑연주철에 니켈(Ni): 0.3 내지 1.2중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철은 상기 니켈을 포함하는 구상흑연주철에 몰리브덴(Mo): 0.1 내지 0.51중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철은 상기 니켈을 포함하거나 니켈과 몰리브덴을 모두 포함하는 구상흑연주철에 코발트(Co): 0.1 내지 3.2중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철의 인장강도는 450 내지 600MPa 일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철의 항복강도는 300 내지 450MPa 일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철의 연신율은 7.0 내지 20.0% 일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철의 하기의 수식 1으로 표시되는 Q는 2,000,000 내지 6,000,000 일 수 있다.
[수식 1]
Q = (인장강도)2 * (연신률)
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철은 유압밸브용일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철 제조방법은 용탕을 준비하는 단계;
상기 용탕을 사형 주형에 주입하는 단계; 및 상기 주형을 펄라이트(pearlite) 변태온도 이하에서 해체하는 단계;를 포함하고, 상기 용탕은 전체 100중량%에 대해, 탄소(C): 3.48 내지 3.88중량%, 실리콘(Si): 2.43 내지 2.73중량%, 망간(Mn): 0.20 내지 0.26중량%, 구리(Cu): 0.25내지 0.45중량%, 마그네슘(Mg): 0.025 내지 0.075중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철 제조방법은 상기 주형을 펄라이트 변태온도 이하에서 해체하는 단계 이전에, 사형 주형을 1시간 내지 6시간을 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
인장강도와 연신율의 조합의 척도인 Q값이 높아 반복적인 유압에 대한 내구성이 우수할 뿐만 아니라 외부 충격에 대한 저항성이 높아 선박, 자동차 및 유압밸브, 특히 굴삭기 메인컨트롤밸브 등의 내구성 및 성능을 향상시키는 효과가 있다.
도 1는 본 발명의 실시예에 따른 용탕을 사형 주형에 주입 후의 용탕의 냉각 곡선과 우수한 Q값을 얻기 위한 주형 해제 시간 영역을 보여 주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예의 코발트 함량에 따른 Q값을 나타낸 그래프이다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시 예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철은 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 탄소(C): 3.48 내지 3.88중량%, 실리콘(Si): 2.43 내지 2.73중량%, 망간(Mn): 0.20 내지 0.26중량%, 구리(Cu): 0.25내지 0.45중량%, 마그네슘(Mg): 0.025 내지 0.075중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
탄소(C)는 구상흑연주철에서 주로 구형의 흑연입자로 존재함으로서, 강도, 연신률 및 충격특성 등의 기계적 특성을 향상시킨다. 상기 탄소는 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 바람직하게는 3.48 내지 3.88중량%, 보다 바람직하게는 3.58 내지 3.78 중량%, 보다 바람직하게는 3.68중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 탄소가 3.48중량% 미만이면 흑연의 구상화가 어려워 플레이크 흑연의 형성이 조장되므로 주철재의 기계적 특성이 감소한다. 또한 3.88중량%를 초과하면 흑연화가 조장되어 구상화가 어렵게 되고, 열처리 후의 신율 감소현상이 발생한다.
실리콘(Si)는 백선(chill)을 방지하고, 안정된 조직의 페라이트 조직이나 펄라이트 조직을 조정하는 역할을 한다. 상기 실리콘은 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 바람직하게는 2.43 내지 2.73중량%, 보다 바람직하게는 2.53 내지 2.63중량%, 보다 바람직하게는 2.58중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 실리콘의 함량이 2.43중량% 미만이면 기지조직의 시멘타이드 조직이 형성되기 쉽고 기지조직의 내산화성이 열악해지고, 2.73중량%를 초과하면 파괴인성 및 충격 특성이 저하되는 단점이 있다.
망간(Mn)은 탈산이나 인성 확보를 위해 첨가된다. 상기 망간은 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 바람직하게는 0.20 내지 0.26중량%, 보다 바람직하게는 0.22 내지 0.25중량%, 보다 바람직하게는 0.24중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 0.20 내지 0.26중량%의 범위를 초과하게 되면 셀간 탄화물 형성을 조장하여 인성이 좋지 않게 된다.
구리(Cu)는 펄라이트 양을 증가시켜 열처리성을 증대시키는 효과가 있다. 상기 구리는 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 바람직하게는 0.25내지 0.45중량%, 보다 바람직하게는 0.30 내지 0.40중량%, 보다 바람직하게는 0.35중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 구리는 0.25중량% 미만이면 효과가 없고, 0.45중량%를 초과하면 경도와 강도는 높으나 취약하게 되고, 제조원가가 상승하게 된다.
마그네슘(Mg)은 흑연의 구상화를 위해 첨가된다. 상기 마그네슘은 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 바람직하게는 0.025 내지 0.075중량%, 보다 바람직하게는 0.035 내지 0.065중량%, 보다 바람직하게는 0.045 내지 0.055중량%, 보다 바람직하게는 0.05중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 마그네슘은 0.025중량% 미만이면 흑연의 구상화에 충분한 작용을 수행하지 못하게 되고, 0.075중량% 초과이면 마그네슘 수율의 손실이 있으며, 첨가제가 과도하게 반응하여 작업에 위험성이 존재한다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철은 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 인(P): 0.001 내지 0.040중량% 또는 황(S): 0.001 내지 0.030중량%을 더 포함할 수 있다.
인(P)은 주철 중에 불가피하게 포함되는 원소이지만 인성을 열화시키는 원소이므로, 보다 바람직하게는 0.03중량% 이하로 최소화하는 것이 바람직하다.
황(S)은 양이 많아지면 상대적으로 망간의 역할이 줄어들기 때문에, 보다 바람직하게는 0.02중량% 이하로 최소화한다. 고인성주철에서는 0.01중량% 이하로 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철은 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 니켈(Ni): 0.3 내지 1.2중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 니켈은 0.3 내지 0.9중량%, 또는 0.3 내지 0.7중량%, 또는 0.5중량%의 함량으로 첨가될 수 있다. 또한, 상기 니켈은 0.6 내지 1.2중량%, 또는 0.8 내지 1.2중량%, 또는 1.0중량%의 함량으로 첨가될 수 있다. 니켈(Ni)은 상기 범위일 때, 고온에서 인장 강도를 향상시키고, 펄라이트량을 증가시켜 열처리성을 증대시키는 효과가 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 상기 니켈이 포함된 구상흑연주철은 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 몰리브덴(Mo)을 0.1 내지 0.51중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 몰리브덴은 0.2 내지 0.4중량%, 또는 0.3중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 몰리브덴은 두께가 큰 제품의 심부까지 균일한 조직을 형성시키는 역할을 하며, 냉각속도차이에 따른 조직의 변화를 억제하여 균일한 조직을 이루도록 한다. 몰리브덴은 0.1중량% 미만이면 냉각시 조직이 불균일해지는 문제가 있고, 0.51중량% 초과이면 편석을 일으키기 쉬우며 흑연화를 위한 고온유지시간이 장시간 필요하게 된다.
본 발명의 실시예를 따르는 상기 니켈이 포함된 구상흑연주철 또는 니켈과 몰리브덴이 모두 포함된 구상흑연주철은 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 코발트(Co)를 0.1 내지 3.2중량%를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 코발트는 0.1 내지 1.6중량%, 0.5 내지 1.4중량%, 0.8 내지 1.2중량%, 또는 1.0중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 또한 상기 코발트는 1.6 내지 2.6중량%, 1.8 내지 2.2중량%, 또는 2.0중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 또한 상기 코발트는 2.6 내지 3.2중량%, 또는 3.0중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 코발트는 페라이트 안정화 원소로 페라이트에 고용되어 강도를 증가시키는 역할을 한다. 코발트는 0.1중량% 미만이면 페라이트에 고용되는 코발트의 함량이 작아 강도 증가 효과가 작은 것이 문제가 있고, 3.2중량%를 초과하면 페라이트의 분율이 증가하여 강도가 감소하는 문제가 있다. 코발트는 니켈과 몰리브덴과의 상호작용 효과가 강하여 본 발명의 실시예에 따르면 0.5중량% 니켈과 0.3중량% 몰리브덴을 함유할 경우 1.0중량% 코발트가 함유되면 최대의 Q값을 얻을 수 있었다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철의 인장강도는 450 내지 600MPa, 보다 바람직하게는 500 내지 600MPa, 보다 바람직하게는 550 내지 600MPa일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철의 항복강도는 300 내지 450MPa, 보다 바람직하게는 330 내지 450MPa, 보다 바람직하게는 360 내지 450MPa, 보다 바람직하게는 390 내지 450MPa 일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철의 연신율은 7.0 내지 20.0%일 수 있고, 보다 바람직하게는 10.0 내지 20.0%일 수 있으며, 보다 바람직하게는 12.0 내지 20.0%일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철의 하기의 수식 1으로 표시되는 Q는 2,000,000 내지 6,000,000일 수 있고, 보다 바람직하게는 3,000,000 내지 6,000,000일 수 있고, 보다 바람직하게는 4,000,000 내지 6,000,000, 보다 바람직하게는 5,000,000 내지 6,000,000일 수 있다.
[수식 1]
Q = 인장강도2 * 연신률
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철은 선박, 자동차 등에 사용될 수 있으며, 구상흑연주철이 사용될 수 있는 산업기계 전반에 사용될 수 있다. 또한 유압밸브, 보다 바람직하게는 굴삭기 메인컨트롤밸브에 사용될 수 있다.
구상흑연주철의 제조방법
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철 제조방법은, 용탕을 준비하는 단계; 상기 용탕을 사형 주형에 주입하는 단계; 및 상기 주형을 펄라이트(pearlite) 변태온도 이하에서 해체하는 단계;를 포함하고, 상기 용탕은 전체 100중량%에 대해, 탄소(C): 3.48 내지 3.88중량%, 실리콘(Si): 2.43 내지 2.73중량%, 망간(Mn): 0.20 내지 0.26중량%, 구리(Cu): 0.25내지 0.45중량%, 마그네슘(Mg): 0.025 내지 0.075중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
용탕을 준비하는 단계;
상기 용탕은 전체 100중량%에 대해, 탄소(C): 3.48 내지 3.88중량%, 실리콘(Si): 2.43 내지 2.73중량%, 망간(Mn): 0.20 내지 0.26중량%, 구리(Cu): 0.25내지 0.45중량%, 마그네슘(Mg): 0.025 내지 0.075중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 그 외 용탕의 성분 및 조성 범위는 전술한 금속의 성분 및 조성 범위와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 용탕을 사형 주형에 주입하는 단계;
본 발명의 실시예를 따르는 구상흑연주철의 제조방법은 사형주조법에 따라 제조될 수 있고, 그 외에도 금형주조 또는 구리 몰드를 사용하는 주조방법을 통해 제조될 수 있다. 사형주조법은 모래 주형을 이용한 주조 공법으로, 상기 원소의 함량에 따른 금속 용탕을 사형 주형에 주입한다. 상기 공법은 일반적인 공정이므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 주형을 펄라이트 ( pearlite ) 변태온도 이하에서 해체하는 단계;
상기 원소의 함량에 따른 금속 용탕을 사형 주형에 주입한 후 펄라이트 변태온도 이하에서 주형을 해체한다. 상기 펄라이트 변태온도는 용탕의 조성 및 주형의 형상 등에 의해 달라질 수 있으며, 일 예에서, 금속 용탕을 사형 주형에 주입한 후 1 시간 경과 후 펄라이트 변태온도에 도달할 수 있고, 이 경우 금속 용탕을 사형 주형에 주입한 후 1 내지 6시간 범위 내에서 주형을 해체할 수 있다(도 1 참고).
서서히 냉각시키는 과정에서 공석온도 이하로 되면 오스테나이트는 α 페라이트와 시멘타이드(Fe3C)의 혼합조직으로 분해되는 공석반응이 일어나게 된다. 이 혼합조직은 페라이트(ferrite)와 시멘타이드가 교대로 반복되는 층상조직(lamellar structure)을 형성하고 있으며, 이를 펄라이트라고 하고, 이러한 공석반응에 의한 변태를 펄라이트 변태라고 하며, 이때의 공석온도를 펄라이트 변태온도라고 한다.
이로써 추가적인 열처리 공정을 거치지 않고 인장강도와 연신율의 조합의 척도인 Q값이 높은 구상흑연주철이 제조할 수 있다.
실시예
하기 표 1에 명시된 화학조성을 가지는 금속 용탕을 사형 주형에 주입한 후, 펄라이트 변태온도 이하에서 주형을 해제하여 본 발명의 실시예에 따른 구상흑연주철을 제조하였다. 주형은 Y-block 의 형태로 폭 240mm, 높이 140mm, 최소 두께 30mm, 최고 두께 60mm 의 크기를 가진다. 용탕의 온도가 1300°C 일때 4개의 Y-block 사형 주형에 주입하여 각각 1.5시간, 2.5시간, 4시간, 6시간 유지한 후 주형을 해체하였다. 해체시 주물의 온도는 각각 743°C, 640°C, 479°C, 323°C 이었으며, 평균 냉각속도는 분당 6.2°C, 4.4°C, 3.4°C, 2.7°C 이었다
  C Si Mn Cu Mg P S Ni Mo Co Fe
비교예 1 3.68 2.58 0.24 0.35 0.05 0.036 0.007 0 0 0 bal.
실시예 1 3.68 2.58 0.24 0.35 0.05 0.036 0.005 0.5 0.3 0 bal.
실시예 2 3.68 2.58 0.24 0.35 0.05 0.022 0.008 0.5 0.3 1 bal.
실시예 3 3.68 2.58 0.24 0.35 0.05 0.031 0.007 0.5 0.3 2 bal.
실시예 4 3.68 2.58 0.24 0.35 0.05 0.035 0.004 0.5 0 0 bal.
실시예 5 3.68 2.58 0.24 0.35 0.05 0.036 0.007 0.5 0 2 bal.
실시예 6 3.68 2.58 0.24 0.35 0.05 0.038 0.008 0.5 0 3 bal.
실시예 7 3.68 2.58 0.24 0.35 0.05 0.034 0.005 1 0.3 0 bal.
실시예 8 3.68 2.58 0.24 0.35 0.05 0.036 0.004 1 0.3 2 bal.
실시예 9 3.68 2.58 0.24 0.35 0.05 0.036 0.004 1 0.3 3 bal.
도 1에서 본 발명의 실시예에 따른 용탕을 사형 주형에 주입 후의 용탕의 냉각곡선과 우수한 Q값을 얻기 위한 주형 해체 시간 영역을 보여 주는 그래프를 나타내었다. 펄라이트 변태온도는 용탕의 조성 및 주형의 형상 등에 의해 달라질 수 있으며, 일 예에서, 금속 용탕을 사형 주형에 주입한 후 1 시간 경과 후 펄라이트 변태온도에 도달할 수 있고, 이 경우 금속 용탕을 사형 주형에 주입한 후 1 내지 6시간 범위 내에서 주형을 해체할 수 있다.
실험예
그 다음, 인장강도, 항복강도, 연신율, Q값을 측정하여 그 결과를 하기 표 2 에 나타내었다. Y-block 으로부터 게이지부 길이 60mm, 직경 14mm 의 봉상 시편을 가공하였다. 분당 2mm의 크로스 헤드 스피드로 인장시험을 실시하여 인장강도, 항복강도, 연신율을 얻었고 인장강도의 제곱과 연신율을 곱하여 Q값을 구하였다.
 
 
인장강도
(MPa)
항복강도
(MPa)
연신율
(%)
Q*
(MPa2%)
비교예 1 551 359 8.4 2550248
실시예 1 502 348 16.2 4082465
실시예 2 552 386 18.5 5637024
실시예 3 533 384 14 3977246
실시예 4 501 342 18.2 4568218
실시예 5 549 383 14.7 4430595
실시예 6 509 365 18.2 4715274
실시예 7 581 391 12.2 4118244
실시예 8 525 387 15.5 4272188
실시예 9 534 409 14.5 4134762
* Q=(인장강도)2 X (연신율)
그 결과, 상기 표 2에 개시된 바와 같이, 실시예 1 내지 9에 따른 구상흑연주철은 비교예의 경우에 비해 연신율 및 인장강도와 항복강도의 조합의 척도인 Q값이 모두 우수한 것을 알 수 있다.
코발트의 함유량에 따른 Q값을 나타내는 그래프를 도 2에 나타내었다.
코발트 함유여부 및 함유량에 상관없이 비교예의 경우에 비해 실시예 1 내지 9에 따른 구상흑연주철의 Q값이 높은 것을 확인할 수 있다.
또한, 니켈 : 몰리브덴 : 코발트의 함량비가 0.5 : 0.3 : 1인 실시예 2의 경우, Q값이 가장 높은 것을 확인할 수 있다.

Claims (12)

  1. 구상흑연주철 전체 100중량%에 대해, 탄소(C): 3.48 내지 3.88중량%, 실리콘(Si): 2.43 내지 2.73중량%, 망간(Mn): 0.20 내지 0.26중량%, 구리(Cu): 0.25내지 0.45중량%, 마그네슘(Mg): 0.025 내지 0.075중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는,
    구상흑연주철.
  2. 제 1 항에 있어서,
    인(P): 0.001 내지 0.040중량% 또는 황(S): 0.001 내지 0.030중량%을 더 포함하는,
    구상흑연주철.
  3. 제 1 항에 있어서,
    니켈(Ni): 0.3 내지 1.2중량%를 더 포함하는,
    구상흑연주철.
  4. 제 3 항에 있어서,
    몰리브덴(Mo): 0.1 내지 0.51중량%를 더 포함하는,
    구상흑연주철.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    코발트(Co): 0.1 내지 3.2중량%를 더 포함하는,
    구상흑연주철.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구상흑연주철의 인장강도는 450 내지 600MPa 인,
    구상흑연주철.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구상흑연주철의 항복강도는 300 내지 450MPa 인,
    구상흑연주철.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 구상흑연주철의 연신율은 7.0 내지 20.0% 인,
    구상흑연주철.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 구상흑연주철의 하기의 수식 1으로 표시되는 Q는 2,000,000 내지 6,000,000 인,
    구상흑연주철.
    [수식 1]
    Q = 인장강도2 * 연신률
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 구상흑연주철은 유압밸브용인 것인.
    구상흑연주철.
  11. 용탕을 준비하는 단계;
    상기 용탕을 사형 주형에 주입하는 단계; 및
    상기 주형을 펄라이트(pearlite) 변태온도 이하에서 해체하는 단계;를 포함하고,
    상기 용탕은 전체 100중량%에 대해, 탄소(C): 3.48 내지 3.88중량%, 실리콘(Si): 2.43 내지 2.73중량%, 망간(Mn): 0.20 내지 0.25중량%, 구리(Cu): 0.25내지 0.45중량%, 마그네슘(Mg): 0.025 내지 0.075중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것인,
    구상흑연주철 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 주형을 펄라이트 변태온도 이하에서 해체하는 단계 이전에
    사형 주형을 1시간 내지 6시간을 유지하는 단계를 더 포함하는,
    구상흑연주철 제조방법.
KR1020180079279A 2018-07-09 2018-07-09 인장 특성이 우수한 구상흑연주철 및 이의 제조방법 KR102174021B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180079279A KR102174021B1 (ko) 2018-07-09 2018-07-09 인장 특성이 우수한 구상흑연주철 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180079279A KR102174021B1 (ko) 2018-07-09 2018-07-09 인장 특성이 우수한 구상흑연주철 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200005821A true KR20200005821A (ko) 2020-01-17
KR102174021B1 KR102174021B1 (ko) 2020-11-04

Family

ID=69370192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180079279A KR102174021B1 (ko) 2018-07-09 2018-07-09 인장 특성이 우수한 구상흑연주철 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102174021B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61157655A (ja) * 1984-12-28 1986-07-17 Daido Steel Co Ltd 鋳造工具
JPH0617186A (ja) * 1992-02-27 1994-01-25 Hitachi Metals Ltd 球状黒鉛鋳鉄部材及びその製造方法
JP2005095911A (ja) * 2003-09-22 2005-04-14 Nippon Chuzo Kk 球状黒鉛鋳鉄の連続鋳造方法
JP2005256088A (ja) * 2004-03-11 2005-09-22 Kimura Chuzosho:Kk 球状黒鉛鋳鉄部材
KR100681270B1 (ko) 2005-09-05 2007-02-09 한금태 고강도 고연신율 구상흑연주철
KR20150111590A (ko) * 2014-03-26 2015-10-06 태경연주(주) 저온용 구상흑연주철 및 그 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61157655A (ja) * 1984-12-28 1986-07-17 Daido Steel Co Ltd 鋳造工具
JPH0617186A (ja) * 1992-02-27 1994-01-25 Hitachi Metals Ltd 球状黒鉛鋳鉄部材及びその製造方法
JP2005095911A (ja) * 2003-09-22 2005-04-14 Nippon Chuzo Kk 球状黒鉛鋳鉄の連続鋳造方法
JP2005256088A (ja) * 2004-03-11 2005-09-22 Kimura Chuzosho:Kk 球状黒鉛鋳鉄部材
KR100681270B1 (ko) 2005-09-05 2007-02-09 한금태 고강도 고연신율 구상흑연주철
KR20150111590A (ko) * 2014-03-26 2015-10-06 태경연주(주) 저온용 구상흑연주철 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102174021B1 (ko) 2020-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102017553B1 (ko) 경화능과 질화특성이 뛰어난 장수명 다이캐스팅용 열간 금형강 및 그 제조방법
JP4189776B2 (ja) プラスチック材料用金型を製造するための低合金鋼
KR101988463B1 (ko) 고강도와 고인성의 구상 흑연 주철 및 이로부터 제조된 자동차용 부품
JP7249338B2 (ja) ステンレス鋼、ステンレス鋼をアトマイズすることにより得られるプレアロイ粉及びプレアロイ粉の使用
CN103114245B (zh) 一种耐磨衬板及其制备方法
KR20180056965A (ko) 고온 열전도도가 뛰어난 장수명 다이 캐스팅용 열간 금형강 및 그 제조방법
KR102542938B1 (ko) 고강도 회주철
KR100758401B1 (ko) 합금강, 플라스틱 성형기 및 플라스틱 성형기용 인성 강화블랭크
CN110592487A (zh) 700MPa级奥氏体铁素体双相低密度铸钢及其制备方法
EP1460144B1 (en) A process for thermally treating an Fe-based cast product and the product obtained by the process
JP5641298B2 (ja) プラスチック成形金型用鋼の製造方法
JP3301439B2 (ja) 析出硬化性工具鋼
EP2599886B1 (en) Gray cast iron with superfine graphite, high primary austenite fraction and optimized mechanical properties
CN102703835A (zh) 一种铝压铸模用热作模具钢
KR100681270B1 (ko) 고강도 고연신율 구상흑연주철
KR20170035133A (ko) 구상흑연주철롤 및 이의 제조 방법
KR102174021B1 (ko) 인장 특성이 우수한 구상흑연주철 및 이의 제조방법
JP5282546B2 (ja) 耐摩耗性に優れた高強度厚肉球状黒鉛鋳鉄品
CN107858604A (zh) 一种高耐磨铁基粉末冶金内花键、离合器外罩及离合器
KR102012428B1 (ko) 메인 콘트롤 밸브 하우징용 고강도 c/v흑연 주철재
JP2010132979A (ja) 耐摩耗性に優れた高強度厚肉球状黒鉛鋳鉄品
KR101986187B1 (ko) 주조강
KR101909501B1 (ko) 굽힘강도가 우수한 주강 및 이를 이용한 금형 및 공구
KR20160082630A (ko) 내구성이 우수한 사출성형 몰드용 마르텐사이트 스테인리스강 및 그 제조방법
KR20230025184A (ko) 제조성이 우수한 cgi 주철 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant