Influence of Cooling Rate and Sn Addition on Microstructure Formation of As-cast GCD700 Spheroidal Graphite Cast Irons

Q: 이 논문에서 정의한 구상흑연주철이란 무엇인가?

구상흑연주철은 타 주철 소재에 비해 강도와 연신율 등의 기계적 특성이 우수하며, 합금 설계를 통해 다양한 특성 향상을 기대할 수 있어 자동차, 선박 및 산업기계 부품의 주요 핵심 소재로 활용되는 주철이다. 특히 기지조직 제어를 통해 강도 향상에 필수적인 펄라이트 분율 증가를 유도할 수 있다.

Q: GCD700 구상흑연주철에서 Sn 첨가와 냉각속도가 미세조직에 미치는 영향은 무엇인가?

연구 결과, 냉각속도가 빨라질수록 흑연 입자 수는 증가하지만 페라이트와 펄라이트의 상분율에는 큰 변화가 없었다. 반면, Sn을 0.06 mass% 첨가하면 펄라이트 분율이 약 90%까지 크게 증가하여 기계적 특성 향상에 기여한다. Sn 첨가는 상 형성이나 Sn 편석에는 거의 영향을 미치지 않는다.

하성호; 최재구; 김동혁; 신상윤

doi:10.7736/JKSPE.023.118

학술저널

저자정보: 하성호 (한국생산기술연구원) 최재구 (한국생산기술연구원) 김동혁 (한국생산기술연구원) 신상윤 (SBB테크)

저널정보: Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.41 No.3

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This study investigated the influence of cooling rate and Sn addition on the microstructure formation of as-cast GCD700 spheroidal graphite cast irons. Changes in cooling rate manifested as step cast thickness differences. Optical microstructures of as-cast GCD700 alloys revealed α-ferrite and pearlite and dispersed graphite nodules. In all examined thicknesses without Sn, the α-ferrite, rather than the pearlite, surrounding graphite nodules appeared to dominate microstructures, and the graphite looked well rounded, whereas microstructure containing 0.09% Sn had a significantly expanded pearlite area. Image analysis showed numbers of graphite nodules increased only on decreasing cast thickness. However, the phase fractions of ferrite and pearlite were not dependent on thickness. For samples containing Sn, pearlite fractions significantly increased with Sn content. Thermodynamic calculations and scanning electron microscopy-based microstructural analysis confirmed that the Sn contents examined had no significant effect on phase formation, Sn segregation, or the relationships between ferrite and Fe3C orientations in pearlite.

#Spheroidal graphite cast iron (구상흑연주철) #Microstructure (미세조직) #Solidification (응고) #Pearlite (펄라이트) #Cooling rate (냉각속도) #Electron backscatter diffraction (후방산란전자회절패턴분석)

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