활성소결시킨 W 분말성형체의 후처리에 관하여

문인형,권영순 대한금속재료학회(대한금속학회) 1978 대한금속·재료학회지 Vol.16 No.2

活性劑를 첨가하여 低溫燒結法으로 얻은 「텅그스텐」소결체는 展性이 없는 전형적인 취성材로서 인성이 요구되는 용도나 계속 加工用의 半製品에 사용될 수 없다. 이러한 취성의 원인으로는 活性劑 金屬, 金屬間 化合物의 편석 또는 소결과 同時에 進行되는 W-結晶粒의 조대화 등의 組織의 特性에 기인 한다고 생각된다. 本 實驗에서는 취성의 원인만을 가져오는 組織의 개선방안을 찾기위해 前報(1978년도 금속학회 춘계발표회)에서 얻은 W活性 소결체를 열처리 및 加工(고온단조)처리를 행하였다. 소결성형체의 後處理에 따르는 조직의 변화, 活性劑金屬의 分布등의 조직특성을 조사하고 前報에서 얻은 結果나 비교검토 하였다. 이렇게 하여 얻은 諸元으로부터 취성을 갖는 W-활성소결체의 보다 넓은 活用 가능성을 논의 하였다.

대학 금속공학 교과 과정의 분석

조종수,채성기 대한금속재료학회(대한금속학회) 1968 대한금속·재료학회지 Vol.5 No.4

The new trend of metallurgical education and current curriculum in under-graduate courses was analyzed in comparition with over fifteen domestic and international typical schools. The correlation of metallurgical engineering education and industrial request was referred in addition to the analysis of educational curriculum constituents. Chemical Metallurgy, Physical Metallurgy, and Process Engineering Metallurgy are main constituents of metallurgical curriculum based on Chemistry, Physics, and Engineering. The basic and applied science was currently emphasized rather than process engineering metallurgy, Humanities and Social Science courses were currently increased in numerous schools.

금속 , 재료기술계 정보

대한금속재료학회자료 대한금속재료학회 ( 구 대한금속학회 ) 2001 재료마당 Vol.14 No.8

망간을 함유하는 Fe-C 공정계주철의 일방향응고

홍준균,대출탁,대평오랑 대한금속재료학회(대한금속학회) 1975 대한금속·재료학회지 Vol.13 No.1

1. 서론 Fe-C純粹系鑄鐵 및 Si. S等을 함유하는 鑄鐵의 一方向凝固에 관해서는 많이 硏究되어 왔다. 따라서 凝固組織이 몇 개의 凝固因子, 즉 凝固速度, 凝固時의 固-液 凝固界面에 있어서의 溫度勾配와 合金元素 및 不純物의 含有量에 의해서 變化한다는 것은 잘 알려져 있는 사실이다. 本 實驗에서는 cementite 安定化元素로서 알려진 망간에 대해서 鑄鐵의 凝固組織 및 凝固機構에 대한 影響을 調査하고 鑄鐵의 凝固에 관한 機構를 理解하는 것을 目的으로 硏究를 했다. 2. 실험방법 本 實驗에서는 一方向凝固의 試料로서 電解鐵, 電極黑鉛, 金屬Si 및 金屬망간을 目標成分이 되도록 配合해서 高周波誘導電氣爐를 이용해서 大氣中에서 約 1400℃에서 熔解해서 約 10分保持해서 10㎜φ 金型에 주입한 鑄鐵을 使用했다. 直徑 10㎜, 길이 100㎜의 試料를 一方向凝固 裝置中의 內徑 10㎜, 길이 150㎜의 燃燒管에 裝入해서 1350℃까지 約 2hr동안 加熱시켜 再溶解해서 10㎜ 保持하여 爐의 熱平衡 및 試料內의 溫度均一을 考慮한 후 어떤 一定한 速度로 試料를 降下시켜 一方向凝固시켰다. 凝固는 Ar. Gas 雰圍氣中에서 溫度勾配는 全實驗中 一定하게 했다. 全試料는 凝固途中 改良한 强制散水式 裝置를 사용해서 水中에 燒入시켜 固液凝固界面의 形狀을 觀察했다. 3. 실험결과 및 고찰 Fe-C安定系共晶合金의 凝固界面의 形狀 黑鉛組織, 黑鉛間隔等에 대한 망간의 含有量 및 凝固速度의 影響을 觀察했다. 4. 결론 이상과 같이 망간을 含有하고 있는 一方向凝固시킨 결과 黑鉛粗大化에 대한 망간의 影響等을 알게 됐다.

소결한 산화철-규산계 광입의 직접환원에 관한 연구

이승원,양훈영,김부천 대한금속재료학회(대한금속학회) 1975 대한금속·재료학회지 Vol.13 No.1

1. 緖論 豫備還元處理된 Peilets를 熔鑛爐의 裝入原料로 使用함으로써 Coke比를 낮출 수 있고 또한 生産性을 높일 수 있다는 事實은 잘 알려져 있다. 特히 요즈음은 世界的인 資源不足으로 古鐵價格이 急謄하고 있기 때문에 還元鐵을 古鐵代用으로 使用하여 電氣爐에서 直接 製鋼하여 方法이 工業化됨에 따라 이 還元鐵의 重要性은 더욱 增大하게 되었다. 그러므로 外國에서는 많은 硏究가 活潑히 進行되고 있으나 國內에서는 이에 對한 硏究가 그리 活潑하지 않은 듯 하다. 한편 外國에서의 硏究도 거의가 氣體還元劑를 使用하고 있고 古體還元劑를 使用한 例는 드물다. 이에 本 實驗에서는 固體還元劑(Coke)를 使用하였고 또한 鐵鑛石 塊鑛이나 精鑛에 항상 수반되는 SiO₂가 直接還元에 미치는 影響을 알기 爲하여 酸化鐵에 SiO₂를 여러 比率로 混合해서 還元實驗을 하였다. 2. 實驗方法 試驗級 Fe₂O₃에 여러가지 SiO₂量을 添加하여 混合한 후 mounting press로 4,500psi의 壓力을 加해서 15.0 ㎜ø, 14.5∼15.0 ㎜h의 圓柱形 生鑛을 만들었다. 이것을 Siliconit爐에서 試料組成에 따라 1,150℃∼1,200℃로 加熱하여 燒結鑛을 얻은 후 이 燒結鑛을 黑鉛도가니 안에서 coke 紛으로 묻고 여러가지 溫度로 加熱하여 還元하였다. 還元率은 무게감량으로부터 計算하였고 顯微鏡寫眞은 還元試料의 中央部를 橫으로 잘라 硏摩한 後 觀察하였으며 X-ray 分析은 나머지 半을 -200mesh로 紛碎하여 Cu-Target, Ni-filter로 하여 行하였다. 3. 實驗結果 및 考察 3.1 還元率과 時間 時間이 增加함에 따라 還元率은 增加하였으나 그 程度는 試料의 種類 및 溫度에 따라 다소 달라졌다. 大體的으로 還元率은 初期에 急速하게 增加하였으며 나중단계에서는 徐徐히 增加하였다. 나중단계에 還元率 增加가 작아지는 것은 初期에 生成한 金屬鐵이 凝集 成長함으로써 還元 및 生成 gas의 擴散을 妨害한 때문이라고 생각된다. 또한 還元의 初期段階에서 還元速度는 -log(1-R)=kt의 關係式에 따랐다. 3.2 還元率과 溫度 900℃∼1,100℃에서 60分間 還元하였을 때는 溫度增加에 따라 거의 直線的으로 還元率이 增加하였다. 한편 900℃에서는 完全還元이 不可能하였으며 1,150℃에서는 中期以後의 還元率 增加가 아주 완만하여 120分後에는 오히려 1,100℃에서보다 낮은 還元率을 보였는데 이것은 무게 감량으로부터 還元率을 求하였으므로 이 溫度에서 渗炭에 依한 무게증가를 고려하지 않은 것과 또 甚한 還元鐵의 凝集으로 試料內外로의 gas擴散이 妨害된 데 基因한다고 생각된다. 3.3 還元試料의 膨脹 및 收縮 膨脹은 還元初期 卽 還元速度가 클 때에 甚하게 일어났으며 特히 1,000℃에서의 膨脹率은 가장 컸다. 이것은 이 溫度가 海綿狀 金屬鐵이 多量으로 生成하는 溫度이기 때문인 것으로 생각되며 한편 收縮은 1,150℃以上에서 甚하게 일어났다. 3.4 還元率과 SiO₂含量 SiO₂ 含量이 還元率에 미치는 影響은 900℃에서는 별로 없었으며 1,000℃ 以上에서부터 還元初期에 顯著하게 나타났고 大體的으로 SiO₂含量 增加에 따라 還元率은 低下하였다. 이것은 2FeO+SiO₂→2FeO·SiO₂의 反應에 依하여 難還元性인 2FeO·SiO₂(fayalite)가 生成한 것과 SiO₂의 存在가 gas의 擴散을 妨害한 것에 基因한다고 생각된다. 4. 結論 1. 還元初期에 hematite (Fe₂O₃)로 부터 Wu¨stite (FexO)까지는 急速히 還元되며 다음에 點狀의 金屬鐵이 發生한 후 topochemical하게 還元이 進行하여 간다. 2. 還元速度는 約 80%까지 -log(1-R)=kt의 關係式에 따랐으며 活性化 energy 는 各 SiO₂含量 (1.84∼8.71w/o)의 試料에 對하여 23,214-26.121 Cal/mole의 범위에 있었다. 3. 900℃에서는 完全還元이 不可能하였으며 1,100℃ 以上에서는 還元金屬鐵에 渗炭現象이 일어났고 이 現象은 高溫일수록 더욱 顯著하였다. 4. 膨脹은 還元初期 卽 還元速度가 클 때에 顯著하게 일어났으며 特히 1,000℃에서의 膨脹이 가장 컸다. 한편 收縮은 1,150℃ 以上에서 크게 일어났다. 5. 大體的으로 SiO₂含量이 增加할수록 還元率은 多少 底下하였으며 이의 影響은 特히 還元初期에 顯著하였다.

금속의 응력부식에 대하여 (제 3 보)

조종수,채성기 대한금속재료학회(대한금속학회) 1968 대한금속·재료학회지 Vol.6 No.3

순금속의 강도에 미치는 확장전위의 영향

박복선 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.1

結晶의 强度는 slip plane 위에 slip 方向의 臨界剪斷應力(critical resolved shear stress)에 對한 轉位의 易動度(mobility)에 左右된다. 純金屬에 있어서 轉位의 易動度에 미치는 因子는 여러가지가 있으나 本講에서는 特히 擴張轉位(extended dislocation)의 影響에 對하여 檢討하고저 한다. 純金屬의 shear stress의 實測値는 理想結晶에 對한 理論値보다 數千分之一에 不過하다. 이것은 實在結晶이 많은 格子欠陷(lattice defect)을 가지고 있다는 증거이다. 一般的으로 面心立方結晶(F.C.C)에서는 積層缺陷(stacking fault) energy가 낮은 金屬은 完全轉位가 部分轉位(partial dislocation)로 分解되고 所謂 擴張轉位를 形成한다. 이것은 結果的으로 轉位의 易動度에 많은 影響을 준다. 擴張된 轉位는 純金屬의 結晶强度에 對하여 다음과 같은 影響을 준다는 것이 現在까지의 硏究結果 明白하게 되었다. 1. F.C.C. 結晶의 完全轉位(perfect dislocation)는 두개의 ship plane에 속하므로 擴張된 轉位는 cross slip 하기 힘들다. 2. 轉位가 擴張되면 그대로는 他轉位와 交差가 힘들므로 交差함에 있어 他轉位에 對한 底抗이 크다. 이때 edge 轉位가 screw 의 轉位보다 더 큰 energy를 要한다. 3. 空孔(vacancy)에 依한 轉位의 上昇運動은 一段完全轉位로 收縮하여야 함으로 餘分의 energy가 必要하다. 4. Frank 의 不動轉位(glissile dislocation)는 schockley partial 轉位와 反應하여 prismatic dislocation loop로 轉換하여 glissile dislocation이 되어 固着 (locking 또는 pinning)에서 解除된다. 5. 두개의 slip plane 위를 달리는 擴張轉位는 結合하여 Lower-Cottrell glissile dislocation을 形成하고 이 stair-rod dislocation은 運動하는 轉位의 障害物이되어 轉位를 集積(piled up)시키므로서 Frank-Read source에 對한 back stress의 增大를 招來하여 加工硬化의 重要한 役割을 한다. 6. Stacking fault energy 가 낮은 金屬에 있어서는 低加工 일때는 集積轉位가 形成되고 高加工 일때에는 cell 構造가 되지 않고 均一한 轉位分布가 된다. 이러한 組織은 加工後 燒鈍時에 jog의 上昇運動이 어렵고 따라서 軟化가 힘들다. 7. F.C.C 結晶 에서는 stacking fault energy가 적은것은 twin의 界面 energy 가 작으므로 따라서 燒鈍 twin이 形成되기 쉽다. 8. B.C.C 와 H.C.P 結晶에 있어서도 轉位는 擴張되나 그 役割은 F.C.C 結晶에 比하여 顯著하지 못하다. 9. 擴張轉位는 cross slip 하기 힘들므로 easy glide 段階가 길게되고 over shoot를 誘發한다. 10. 擴張된 두개의 shockley 部分轉位의 Burgers vector는 雙方이 同時에 screw 轉位로 될 수 없음으로 edge 成分에 의한 彈性的 相互作用이 생기므로 Cotrell effect를 招來하기 쉽다. 11. 半轉位間의 stacking fault는 質原子와 化學的 相互作用이 發生하고 따라서 溶質原子에 依하여 轉位가 固着된다.

Trichlorosilane 의 수소환원에 의한 고순도 규소제조에 대한 연구

이종화,주웅길,고경신 대한금속재료학회(대한금속학회) 1976 대한금속·재료학회지 Vol.14 No.3

石英管中에서 trichlorosilane의 水素還元에 依한 珪素裂造에 對한 實驗을 行하였다. 原料 trichlcrosilane을 精留한 다음 소량의 水素로 0℃에서 蒸發시켜 遷元用 水素와 混合하여 反應시켰다. 實驗結果에서의 溫度와 몰比 對한 收率과 熱力學的으로 계산된 理論的인 값을 비교하였다 工程上의 最適의 條件은 溫度 1050∼1100℃에서 trichlorosilane에 對한 水素의 몰比가 60∼100일때 收率은 60∼70%이었다. 析出된 珪素는 금속 광택을 띤 多結晶이었다. 이 珪素를 불화수소산으로 etching 한 후 emission spectroscopy 로 分析해 본 純度는 99.999%이었다. Among the several known processes of semiconductorgrade silicon production, the hydrogen reduction of trichlorosilane (TCS) is found to be the most convenient and economical method. In this study of high purity silicon production, the tube flow process is used to redus TCS with hydrogen. The 99.9% pure TCS, manufactured by Ventron, is distilled for the starting material in the reduction. The distilled TCS is vaporized by bubbling with small quantity of hydrogen in a glass tube at 0℃. The resultant yield is especially compared with the theoretical one calculated thermodynamically. The yield of silicon is 60-70% at the optimum condition of 1050-1100℃ reaction temperature and 60-100 mole ratio of hydrogen to TCS. Surface of the deposited silicon, a polycrystalline dense mass of lustrous appearance, is treated with hydrofluoric acid. By the emission spectroscopy the purity of silicon thus produced is determined to be higher than 99.999%.

금속의 부동태화에 관하여

이계수 대한금속재료학회(대한금속학회) 1968 대한금속·재료학회지 Vol.6 No.2

일반적으로 금속시편의 전위를 귀방향으로 분극하면 양극(anode) 반응이 일어난다. 이때 pH와 전극 전위를 매개변수로 해서 그 산화형태인 M^(z+)_(aq) 혹은 M(OH)_z가 안정하게 존재할 수 있는 조건을 Pourbaix diagram을 써서 열역학적으로 고찰한다. 분극을 어느정도 이상하면 M(OH)_z, M₂O_z와 같은 산화물의 생성이 열역학적으로 가능하게 되며 그 생성속도가 M^(z+)_(aq) 이온의 생성속도 보다 빨라지며 따라서 치밀한 표면피막이 형성되어 M^(z+)_(aq) 이온의 용해가 저해된다. 이때 양극전류가 저하되며 금속은 부동태화하게 된다. 더욱 전위를 상승하면 금속피막의 전기적 성질에 따라 다른 현상이 나타난다. 음극반응을 보면 수소이온의 환원은 비교적 용이하며 산소환원은 전류 밀도가 적을 때도 상당한 분극저항이 따른다. 양극반응과 음극반응을 조합해서 산성용액과 중성용액에서의 각 금속의 거동을 고찰한다. 산화성 산성용액에서의 철의 거동을 고찰하고 끝으로 냉각수의 화학적 처리를 위한 진단방법으로써 분극곡선의 열역학적 해석을 몇가지 경우에 적용시켜 본다.

금속공업과 내화물

이종근 대한금속재료학회(대한금속학회) 1970 대한금속·재료학회지 Vol.8 No.2

철강공업을 비롯한 금속공업과 내화물과는 매우 밀접한 관련성을 가지고 있으며 금속공업의 생산성에 미치는 내화물의 영향은 매우 크다. 그러므로 최근 철강 공업을 비롯한 내화물을 사용하는 공업의 눈부신 발전에 따라서 내화물공업도 기술적으로 많은 진보를 보였다. 내화물의 산업별 출하량을 보면 철강공업이 74.0%, 비철금속공업이 2.2%를 차지하고 있어서 금속공업이 차지하는 비율은 76%를 상회하고 있다. 내화물의 품종별 추세를 보면 특히 생산 성장률이 큰 것은 염기성내화물에 속하는 마그네시아 내화물과 돌로마이트 내화물이고 형태로 볼 때는 부정형 내화물의 성장이 눈에 띈다. 그 반면에 크롬계의 내화물이나 규석질 점토질과 같은 내화물은 담보상태에 있던가 하락하고 있다. 한편 철강용 내화물의 원단위를 보면 1959년에서 1968년에 이르는 10년간에 거의 반으로 줄어들어 25㎏/ton에 이르고 있는데, 그 원인은 내화물의 품질향상, 내화물의 선택과 철강의 제조방식 내지 기술의 향상에 있는 것이다. 그러므로 금속공업의 발전을 위하여는 제조방식이나 기술의 발전에도 힘을 기우려야 하겠지만 내화물의 특성을 주지하고 가장 적합한 내화물을 선택 사용하여야 함과 동시에 내화물 업계에서는 그 재질적 특성 향상에 주력하여야 하겠다.