• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.10 no.7
• /
• pp.505-514
• /
• 2000

The carburizing behavior and fatigue properties of the plasma carburized low carbon Cr-Mo steel(0.176C-1.014Cr-0.387Mo) have been investigated. The effective case depth in plasma carburized steel increased up to 50% in comparison with that of gas carburizing, and this case depth increased with the increasing surface carbon content. With increasing time in plasma carburizing, the surface carbon content increased but its increasing rate decreased. Fatigue properties were studied in terms of microstructure, case depth, retained austenite and residual stress near the surface. The fatigue limit of the plasma carburized steel was higher than that of gas carburized one. The initiation of microcracks and initial crack propagation were retarded due to a relatively little surface and internal oxidation layer in plasma carburized steel. Fractography showed the crack initiated at the surface, and transgranular fracture at surface layer was more predominant in plasma carburized steel compared to that of gas carburized steel.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.36 no.9
• /
• pp.971-978
• /
• 2012

Vacuum carburizing is supposed to be the superior process to the gas carburizing. However, the vacuum carburizing has the stage in which hydrocarbon gas is supplied into the furnace to be pyrolysis, and consequently the stable heat treatment is hard to achieve due to the soot from the hydrocarbon pyrolysis. Recently, many studies have been made which utilize acetylene gas to overcome this defects. In this paper, the carburizing and the diffusion periods have been selected based on the Harris experimental formula, and the mechanical properties of the vacuum carburized specimen have been compared with those of the gas carburized SCM415H specimen to identify the feasibility of the $CO_2$ free vacuum carburizing process. The result showed that the vacuum carburized materials used have no oxidization of the grain boundaries, and show the 29.8% higher effective hardness depth and the acceptable tensile strength.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.8 no.8
• /
• pp.707-713
• /
• 1998

The influence of plasma carburizing process on the surface hardness of SCM415 low-alloy steel (0.15% C) was investigated under the various process conditions of gas composition. gas pressure, plasma current density. temperature and time. The effective case depth was found to depend on the amount of methan gas containing carbon. thus the deepest case depth and the uniform hardeness were obtained with the 100% methan gas. The case depth increased with the plasma current density. The effective plasma carburizing temperature of SCM415 steel was found to be higher than 85$0^{\circ}C$, and the case depth was proportional to the square root of carburizing time under the same current density. The bending fatigue strength of the plasma carburized specimen is' higher than those of as- received specimen or reheat-quenched specimen.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2007.11a
• /
• pp.155-156
• /
• 2007

AISI316L강에 저온 프라즈마 침탄과 저온 프라즈마 질화를 연속적으로 실시하여 표면경도와 내식성을 동시에 증가시키는 처리법에서 질화처리 시 처리시간 및 온도에 따른 표면특성변화를 조사하였다. 모든 시편의 표면에 N에 의해 확장된 오스테나이트(${\gamma}_N$)가 형성되었으며, 형성된 ${\gamma}_N$로 인하여 표면경도가 약 $3{\sim}4$배 증가하였다. 처리시간과 온도가 증가함에 따라 ${\gamma}_N$층의 두께와 표면의 N농도가 증가 하였다. 표면처리한 모든 시편은 표면의 N의 영향으로 내식성이 증가 하였다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.18 no.5
• /
• pp.381-388
• /
• 1998

The ultrasonic method, which is well known as non-destructive test method, is widely used to evaluate the material damage caused by degradation practically. However, this method is just used for measuring the crack size and the thickness loss of tube. The purpose of this study is to investigate the applicability of the ultrasonic technique for the evaluation of carburized material and to suggest the correlations between the ultrasonic characteristics and carburized degradation. The miniaturized specimens($40{\times}20{\times}6.3mm$) are adopted from the HK-40 (25Cr-20Ni-0.4C) centrifugal cast tube after carburization treatment. Carburization was carried at $1200^{\circ}C$ by the pack method. The results of ultrasonic test present that the longitudinal wave velocity increased with the increase of carburized depth. The correlation between the longitudinal wave velocity and carburization was changed with the density and Young's modulus. Therefore, the average velocity in the materials carburized for 336 hours and the unused one were 5,840 m/s and 5,755 m/s at 5 MHz, respectively. With the obtained results from this study, it can be recognized that the technique using the ultrasonic velocity property is very useful method to evaluate the degree of carburized material non-destructively.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2001.11a
• /
• pp.111-116
• /
• 2001

본 논문에서는 유체기계에서 사용되고 있는 홀로제트밸브의 감속기에 대하여 APM S/W로 시뮬레이션(simulation) 하였다. 수압과 외부의 힘에 의해서 전달되는 베벨기어의 설계검증 및 재설계 관하여 시뮬레이션을 하였다. 도면의 재원을 변경시키지 않고 기어의 수명을 시뮬레이션한 결과 SM45C를 Martempering하여 사용할 시 기어의 수명이 짧아 적절치 못하였고 고주파열처리강, 질화열처리강을 사용할 경우 기어의 수명시간이 12,957-20,983시간 이였고 침탄강을 사용할 시 기어의 수명은 영구적이었고 소재의 경도가 우수할수록 더 많은 허용굽힘응력과 허용접촉응력을 받을 수 있다는 것을 시뮬레이션을 통하여 입증된다. 그리고 기어의 검증결과로 기어를 다시 설계할 경우 고주파나 질화강으로 하여 기어의 잇수가 1-3개만 늘어나고, 피치원의 지름이 4-12mm늘어나면 영구적으로 사용할 수 있고 침탄강을 사용할 시 치폭이 3mm줄어들고, 기어 잇수가 1-3개 줄어들고 피치원의 지름이 4-13mm 줄어들어 감속기를 경량화 시킬 수 있다는 것을 시뮬레이션을 통하여 입증되었다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.67-72
• /
• 2011

The main objective of this paper is obtaining the optimal carburizing hours which impacts geometric tolerances, OPD(Over Pin Diameter), runout, hardness and fatigure strength of SCM415 spur gear. In order to observe the deformation of the gear, the circularity, squareness, OPD(Over Pin Diameter) and runout were measured at 3hour, 4hour and 5hour respectively. As the result, the 3hour situation is the best, which very similar with the 4hour one. Afterwards, with the purpose of getting the result of gear hardness, the surface hardness, maximum hardness and interior hardness were measured. The result is 5h situation is the best, and it's similar with 4hour one. At last, the fatigue tests have been done which receive the result that the 4h situation showed 9~12% fatigue strength improvement compared with the 3h and 5h ones. To sum up the results, the 4hour situation shows the best performance in accuracy, hardness and fatigue strength.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2014.11a
• /
• pp.29-29
• /
• 2014

최근 화석에너지 고갈 및 에너지 수요의 폭발적 팽창을 해결하기 위하여 경량화와 내마모 측면에서 고효율 시스템을 적용한 자동차 및 각종 성형 기기들이 개발되고 있다. 특히 장치의 고성능화라는 요구조건을 충족시키기 위해서는 금속가공산업에서 표면개질의 중요성이 부각되고 있다. 이러한 표면개질에는 일반적으로 표면의 성질을 개선하여 마모(abrasion) 및 국부 압력(local stress) 또는 피로(fatigue), 마식(wear and corrosion)에 견디게 하여 부품의 수명증대와 제품의 소형화에 기여하고 있다. 이러한 표면개질법에는 경질의 물질을 표면에 코팅시켜 재료표면의 특성을 향상시키는 방법과 금속의 표면에 다른 원소를 침투 및 확산시키는 방법으로 나눌 수 있다. 확산방법으로 침탄, 질화, 보로나이징, 크마이징 처리 방법 등이 있다. 상업적으로 가장 많이 사용되는 표면 개질법은 침탄기술로서, 고온에서 짧은 시간내에 물성 향상이 가능하지만, 강의 변태점 이상의 온도에서 진행됨으로서, 변형에 따른 문제가 발생되어 후처리를 필요로 하는 문제점을 가지고 있다. 반면, 질화법은 변태점 이하의 저온에서 철강 표면에 N을 침투시켜 강을 경화시키는 특징을 가진다. 변형이 적고 질소원자가 강내에 침투함으로 인해 내마모성, 내피로성, 내식성 등의 물리적 성질을 향상시키는 점에서 유리하여 각종 정밀 부품 및 자동차 부품, 금형 등에 많이 사용된다. 또한, 경도 향상 및 결정구조의 영향으로 코팅처리시 모재와 코팅 층의 밀착력 향상을 가져오면 이러한 이유로 코팅 층의 하지 층으로써 각광 받고 있다. 본 발표에서는 플라즈마 질화의 이해를 높이기 위해 관련 기술에 대한 전반적인 소개와 향후 플라즈마 질화 기술의 적용이 기대되는 침탄대체 적용 가능 부품, 침류질화 기술, PECVD 공정과의 접목 등 산업적은 응용 측면에서 응용 분야에 대한 소개를 진행하고자 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.16 no.3
• /
• pp.161-168
• /
• 1984

The adsorption model to predict the time dependent removal efficiency of methyl iodide by triethylenediamine (TEDA) impregnated charcoal bed under humid condition is proposed. Under humid conditions, the reduction of equilibrium adsorption capacity and effective pore diffusivity is considered. The predicted values are compared with the experimental results.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.220.2-220.2
• /
• 2014

플라즈마 질화 기술은 기존의 침탄 혹은 고주파 표면 경화 기술 대비 낮은 온도에서 열처리 공정이 진행됨에 따라 열 변형을 최소화 시킬 수 있으며, 후 가공을 간소화 시킬 수 있다는 장점으로 인해 자동차 부품 및 기타 응용 산업 분야에 있어 큰 관심을 받고 있다. 그러나 공정 진행에 장시간이 소요되고 복잡한 형상 및 홀 가공에 의한 기능부, 특히 내경부에 대한 균일 질화 처리가 어려워 실제 응용분야 확장에 큰 제약이 따르고 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 일반 글로우 방전 대비 플라즈마 밀도가 10배 이상 높은 공공 음극 방전(Hollow Cathode Discharge, 이하 HCD) 현상을 이용하여 고속 고균일 질화공정을 개발하고자 하였으며, 상용화 적용을 위한 연구를 함께 진행하였다. 사용된 시료로는 실제 자동차 부품으로 사용되는 SCM415 소재의 ring gear와 slip yoke pipe를 사용하였으며, HCD 형성을 위해 특화된 플라즈마 질화장비를 활용, 공정 압력 및 인가 전력 등을 변수로 실험을 진행 하였다. 그 결과 질화 처리 속도에 있어 기존 글로우 방전 플라즈마 질화 대비 1/4 이하 수준으로 그 소요 시간을 단축시킬 수 있었으며, 다량 장입된 시료의 내경 기능부에 있어서도 높은 균일도를 갖는 질화표면이 형성됨을 확인할 수 있었다. 또한 기능부 표면에 형성된 HCD 현상을 열원으로 사용함으로써 외부가열 장치를 사용하지 않으면서도 기존의 hot wall 방식보다 높은 질화 균일도 구현이 가능하였으며, 소요 자원 및 전력 사용 측면에 있어서도 공정 시간 단축 및 외부 가열 공정 제거에 의한 높은 수준의 에너지 절약이 가능하였다.