화학공학소재연구정보센터
Korean Journal of Materials Research, Vol.10, No.7, 489-492, July, 2000
크롬백주철의 기지조직 및 탄화물에 있어서 합금원소의 거동
The Distribution Behavior of Alloying Elements in Matrices and Carbides of Chromium White Cast Iron
초록
0.5%C-25.0%Cr-1.0%Si(합금1), 0.5%C-5.0%Cr-1.0%Si(합금2) 및 2.0%C-5.0%Cr-1.0%Si(합금3)의 3종류 크롬백주철에 있어서 기지조직 및 탄화물에 분푀도는 Cr 및 Si의 거동을 연구하였다. 15kg 용량의 고주파 유도용해로에 선철, 고철, Fe-Cr, Fe-Si 등을 장입시켜 용해시킨후 슬래그를 제거시키고 1550 ? C 에서 펩 주형에 주입시킨후 실온까지 냉각시켜 SEM으로 응고조직을 관찰하였으며 EPMA분석을 통하여 Cr 및 Si 의 분포거동을 관찰하였다. 합금1의 경우 초정으로 δ 페라이트가 정출후 δ 페라이트와 용액의 입계에서 δ 페라이트와 M 7 C 3 탄화물이 공정으로 정출하였으며 합금2의 경우 용액에서 초정으로 거의 δ 페라이트가 정출된 수 극히 일부분만이 δ 페라이트와 M 7 C 3 탄화물의 공정으로 정출하였다. 반면 합금 3의 경우 오스테나이트가 초정으로 정출된 후 오스테나이트와 M 3 C 탄화물이 공정으로 정출하였다. Cr은 주로 M 7 C 3 및 M 3 C 탄화물에 , 그리고 Si는 기지조직에 선택적으로 분배되었으며 Cr의 기지조직에 대한 분배계수는 0.56-0.68, 그리고 Si는 1.12-1.28의 범위에 걸쳐있었다. 또한 Cr의 기지조직에 대한 분배계수는 C 함량이 2.0%일때가 0.5%의 경우보다 낮았으며 M 7 C 3 탄화물내의 Cr 함량은 Cr함량이 25.0% 일때가 5.0%의 경우보다 높은값을 나타내었다.
Three different white cast irons alloyed with Cr and Si were prepared in order to study their distribution be-havior in matrices and carbides. The specimens were produced using a 15kg-capacity high frequency induction fur-nace. Melts were super-heated to 1600 ? C , and poured at 1550 ? C into a pepset mold. Three combinations of the alloys were selected so as to observe the distribution behavior of Cr and Si : 0.5%C-25.0%Cr-1.0%Si(alloy No. 1), 0.5%C-5.0%Cr-1.0%Si(alloy No. 2) and 2.0%C-5.0%Cr-1.0%Si(alloy No. 3). Cellular M 7 C 3 carbides- δ ferrite eutectic were developed at δ ferrite liquid interfaces in the alloy No. 1 while only traces of M 7 C 3 carbides- δ ferrite eutectic were precipitated in the alloy No. 2. With the addition of 2.0% C and 5.0% Cr, ledeburitic M 3 C carbides instead of cellular M 7 C 3 carbides were precipitated in the alloy No. 3. Cr was distributed preferentially to the M 7 C 3 carbides rather than to the matrix structure while more Si was partitioned in the matrix structure rather than the M 7 C 3 carbides. K m for Cr was ranged from 0.56 to 0.68 while that for Si was from 1.12 to 1.28. K m for Cr had a lower value with increased carbon contents. The mass percent of Cr was higher in the M 7 C 3 carbides with increased Cr contents.
  1. Fairhust WA, Rohrig K, Foundry Trade J, 136, 685 (1974)
  2. Watson JD, Mutton PJ, Sare IR, Metals Forum, 3, 74 (1980)
  3. Yamaguchi K, Matsubara Y, J. Japan Foundry Eng. Society, 62, 43 (1990)
  4. Yu SK, Matsubara Y, Proc. of 3rd Asian Foundry Congress, 3, 128 (1995)
  5. Matsubara Y, Sasaguri N, Hashimoto M, Proc. of 4th Asian Foundry Congress, 4, 251 (1996)
  6. Shimizu K, Sasaguri N, Matsubara Y, Proc. of 4th Asian Foundry Congress, 4, 283 (1996)
  7. Matsubara Y, Sasaguri N, J. Japan Foundry Eng. Society, 68, 1099 (1996)
  8. Honda Y, Matsubara Y, Proc. of 5th Asian Foundry Congress, 5, 162 (1997)
  9. Yu SK, Matsubara Y, Proc. of 4th Asian Foundry Congress, 4, 291 (1996)
  10. Zum Gahr KH, Eldis GT, Wear, 86, 175 (1980)
  11. Pearce JTH, AFS Trans., 92, 599 (1984)
  12. Yu SK, Sasaguri N, Matsubara Y, International Journal of Cast Metals Research, 11, 561 (1999)
  13. Jackson RS, J. Iron Steel Inst., 208, 163 (1970)
  14. Loper CR, AFS Trans., 97, 1001 (1989)