비금속 재질상의 금속화 (metallizing) 에 관한 연구

조종수,한상목,최상흘 대한금속재료학회(대한금속학회) 1970 대한금속·재료학회지 Vol.8 No.2

본 연구는 전기의 부도체인 플라스틱 및 유리와 같은 비금속 재질 표면에 금속을 피복하여 비금속 재질의 여러 성질을 향상시키는 것을 목적으로 하였다. 비금속 재질은 전기도금이 불가능함으로 화학도금 방법을 택하였으며 우선 재료는 PS 수지와 유리표면에 니켈 및 동의 금속화를 시도하였다. 각 재질에 대한 금속화의 최적조건과 온도, pH 및 농도에 의한 영향 등을 고찰하고 피복층 계면조직에 대한 현미경 관찰 등을 주로 하였다.

LS학술상 수상자 최철진 박사

대한금속재료학회 대한금속재료학회(구 대한금속학회) 2021 재료마당 Vol.34 No.4

고규소-Al 합금의 기계가공성에 미치는 열처리의 효과에 대하여

이상익,김수영,허보녕 대한금속재료학회(대한금속학회) 1975 대한금속·재료학회지 Vol.13 No.3

1. 緖論 高珪素-Al 合金은 鑄物用 Al合金材로서 熱膨脹係數가 적고 耐磨耗性도 우수하여 그 用途가 넓고 重要한 合金이다. 그러나 이 合金의 實用化에 있어서의 결함은 初晶珪素의 粗大化가 기계적性質이나 機械加工性에 큰 영향을 준다는 點이다. 그러므로 初晶珪素의 微細化에 對한 硏究는 多角度로 行하여지고 있으나, 熱處理가 機械加工性에 미치는 影響에 對해서는 거의 없다. 本 實驗에서는 熱處理가 機械加工性에 미치는 영향을 鑄造材와 熱處理材로 區分하여, 切削速度, 切削깊이를 변화시켜서 微細化處理, 熱處理와 機械加工性과의 相互關係를 組織, 機械的性質, 표면거칠기, chip 형태 등으로 조사 검토하였다. 2. 實驗 方法 使用된 原料는 純 Al(ALCOA 製 97.7%)와 金屬 Si(98.0%)를 高周波 誘導爐에서 12번 흑연도가니를 使用하여 Al-Si 母合金(Si 30% 目標)를 製造하였다. 그것을 電氣爐에서 4번 흑연도가니를 使用하여 再溶解시킨후, 純 Al을 첨가하여 Al-Si合金(Si 20% 目標)를 製造했다. 初晶微細化는 所定의 微細化劑를 첨가하여 微細化處理를 行한 後, 직경 20 ㎜ø, 길이 200 ㎜의 金型을 200℃정도로 豫熱하여 溶湯을 鑄入하여 試片을 製造한다. 熱處理는 上記 試片을 515℃∼520℃에서 8시간, 176∼178℃에서 16시간 熱處理를 行하였다. 組織검사 및 硬度측정用 試片은 試片底面에서 15 ㎜되는 곳을 절단하여 측정했다. 機械加工性은 試片底面에서 20 ㎜ 되는 곳부터 平 bite를 使用하여 表面으로부터 1 ㎜ 두께로 切削한 後, 직각 bite를 使用하여, 폭 2 ㎜씩, 切削速度 및 切削깊이를 變化시키면서 切削하여 chip를 채취한다. 포면거칠기 측정은 폭 10 ㎜씩을, 切削速度를 變化시키면서 切削한 後 표면거칠기를 측정한다. 3. 實驗結果 및 考察 3. 1. 初晶Si에 미치는 熱處理의 影響 금속현미경 組織相으로는 큰 차이가 없어 Scaning으로 관찰하였다. 熱處理는 初晶 Si과 eutectic組織인 기지조직과의 境界(boundary)부근을 變化시키며 그로 因하여 機械加工性이 향상되었다. 3.2. 기지조직에 미치는 熱處理의 영향 기지조직에 대한 熱處理效果는 금속현미경 관찰로서도 뚜렷이 나타났다. Photo 1.에서 보는 것같이 熱處理하므로서 기지조직 內의 共晶 Si이 재결정하여 침상모양의 共晶 Si이 구상형태로 되었으며, 기지조직을 균질화하여 기계가공성, 특히 표면거칠기를 현저하게 향상시킨다. 3.3. 切削速度에 對하여 切削速道에 對한 표면거칠기는 切削速度에 따라 향상되었고, 熱處理로 더욱 향상시킨다. 微細化效果도 또한 표면거칠기를 향상시키나 微細化劑에 따라서는 감소시키는 것도 있다. 3.4. 切削 깊이에 對하여 高珪素-Al合金의 加工에 있어서 bite의 마모현상은 무시되나, 過多한 切削깊이는 build-up edge의 형성이 두드러져 적당한 절삭깊이의 설정이 요구된디. 熱處理나 微細化處理에 의한 영향은 절삭깊이가 적을때는 뚜렷이 나타나나 切削깊이가 클 때는 별 차이가 없다. 이것은 build-up-edge의 형성으로 切削性을 저하시키기 때문이다. 4. 結論 1) 熱處理는 기지조직內의 共晶 Si를 구상형태로 만든다. 2) 高珪素-Al合金의 切削速度는 클수록 표면거칠기가 향상된다. 3) 高珪素-Al合金의 切削깊이는 적을수록 양호하다.

Nickel free austenitic Stainless steel 에 있어 Cobalt 및 Boron 의 영향에 대하여

김동훈,천병선 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.3

本 硏究에서는 Nickel-free Austenitic Stainless Steel에 Cobalt 및 Boron을 添加시키어 機械的 性質 및 耐蝕性을 測定하여 AISI 304Steel과 比較하였다. 結果로서 合金鋼의 上記 두 性質은 Cobalt 含有量이 增加함에 따라 向上되지만 極少量의 Boron을 添加시킴으로 Cobalt 含量을 減少시켜도 두 性質을 增加시킨다는 것을 알 수 있었다. 1. 緖論 在來의 18-8 Stainless Steel에 있어서 高價의 Ni을 다른 金屬으로 置換시키는 硏究가 지금까지 많이 進行되어 왔으나 이것들은 Fe-Cr-Mn Base에 N을 고압용입시켜 주므로서 Ni을 減少시켜도 18-8鋼이 保有하고 있는 것과 同等한 性質을 얻고자 하는 硏究이었다고 생각된다. 著者는 Fe-Mn-Cr Base에 주기율표상의 Ni과 같은 族으로 物理的 性質이 類似하며 Austenite former인 Cobalt 金屬을 添加하고 또한 이 合金이 The rate of absorption of hydrogen in stagnant liquid silver was found to be diffusion controlled. Boron을 添加함으로써 이에 따른 機械的 化學的 및 熱處理에 依한 性質이 18-8 steel에 比하여 如何히 變化하는가를 여러 角度로 調査 檢討하였다. 2. 實驗方法 試料의 組成은 다음과 같다. 各各의 試料를 引張試驗 및 衝擊試驗用의 試片을 機械 加工하여 만들었고 腐蝕 試驗 및 耐酸化性 試片은 10×10×20 ㎜의 크기로 polishing에 의해 만들었다. 耐腐蝕 試驗은 酸에 Immersion test로 重量 減少量을 測定하였고 耐酸化性은 各各 200℃ 300℃ 500℃로 유지된 電氣爐에서 重量 增加量을 10^(-5)g 天秤으로 測定하였다. 3. 實驗結果 및 考察 Co 添加量이 크면 引張强度 및 硬度는 向上하는데 이는 Austenitic steel에서 Co 寄與가 Stacking fault energy를 modifying함으로 Solution hardening을 增加시키기 때문이다. B合金은 Auctenite 粒界에 偏析함으로 粒界 强化에 기인 機械的 性質이 상당히 증가하였다. 高 Mn의 영향으로 Auctenite의 安定化 現像과 Toughness가 크므로 耐衝擊性이 우수하다. B合金은 時效處理에 의해 炭化物의 析出과 B-pearlite 生成으로 Toughness가 減少된다. Co 合金鋼은 酸에 對한 저항성이 우수하며 B合金鋼은 腐蝕性 매질內에서 높은 抵抗性을 갖고 있기 때문에 保護皮膜으로 하기 위해 添加되기도 한다. Mn의 含量이 많으므로 耐酸化性은 18∼8 Astenitic stainless steel 보다 매우 저하되었으나 Co 첨가량이 클수록 Matrix 中의 Cr 확산을 방해함으로 耐酸化性의 증가를 보였다. 4. 結論 本 硏究에서 ① Austenitic steel에서 Co는 solution hardening을 증가시키므로 Alloy를 强化시킨다. ② B첨가에 의해 기계적 성질 및 耐蝕性의 증가로 Co 함량을 감소 시킬 수 있다. ③ 機械的 性質은 18-8 stainless steel과 거의 비슷하나 高 Mn을 함유하기 때문에 耐蝕性이 상당히 低下되었다.

금속의 진 (眞) 표면적의 결정방법

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

금속의 진표면적은 잘 알려진바와 같이 우리가 기하학적으로 측정할 수 있는 면적의 �p배나 될 수 있다. 적당한 조건하에서, 유리로 된 실험용기 내부에서, 조사하려는 금속표면을 산소에 노출시킨다. 다음 금속표면에 흡착된 산소의 양을 전기화학적인 환원방법으로 정량파악하여 표면의 roughness factor (거침도)를 결정한다. 다만 이때 금속의 전 표면이 산소원자에 의하여 단일흡수층을 이룬다고 가정한다. 이 가정은 adsorption isothern으로 검토되어야 한다. 크기 약 5㎠(기하학적인 측정면적임)의 동표면에서 이 방법을 실험했다. 예상한대로, 고온가열한 시료의 경우 거침도는 작아 1.2를 보였고 거친 emery paper로 간 표면은 거침도 약 3을 나타냈다. 산소가 동표면에서 화학흡착하는 경우 그 activation energy가 16.2±0.95㎉/mole을 측정했고, 또 이 경우 fast adsorption의 비율이 표면처리 상태에 따라 20%∼60%까지 변화함을 보였다.

"Al-정밀 부품제조에 있어서 2024 Al cutting chips 의 사용에 관하여"

이재성,문인형 대한금속재료학회(대한금속학회) 1975 대한금속·재료학회지 Vol.13 No.3

1.서 론 2024-Al 압출봉을 절삭하는 과정에서 얻어진 Al-chips를 P/M 제품제조에 직접 사용함으로써 재용해와 분말제조에 소요되는 경비를 절약할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 실제에 있어서 Al-chips의 P/M제품제조에 대한 사용가능성을 조사하기 위하여 입자의 크기가 불균일하며 형태가 불규칙한 절삭과정에서 얻은 Scrap인 본 Al-chips를 입도분석을 한후 일반적으로 Al 粉으로 이용되는 -200mesh 범위의 미세한 입도의 chips을 성형시켜 그 기계적성질 및 시효경화성을 조사하였다. 2. 실험 방법 우선채분석을 통해 chip의 입도를 분석하였다. 다음 -325mesh의 Al-chips를 각각 4,5,7 ton/㎠의 압력으로 냉간성형압축시킨 후에 소견은 Kantal wire 발열체의 전기로를 사용하여 560℃, N₂ 분위기에서 3시간동안 행하였다. 소결후에도 수냉을 하였고 150℃ 온도에서 시효경화현상을 조사하였다. 또한 같은 chips를 가지고 1, 1.5ton/㎠의 압력으로 250℃의 온도에서 열간성형압축시킨후에 540℃, N₂분위기에서 3시간 소결 후에 수냉하였다. 그리고 150℃에서 시효경화현상을 조사하였다. 3. 실험결과 및 고찰 총 Al-chips에서 -200mesh의 양은 대략 15%에 달했다. 성형후 각 성형체의 압축성, 성형강도는 양호하며, green density는 성형압이 증가함에 따라 증가하였다. 특히 열간성형압축의 경우에는 작은 성형압으로도 높은 green density를 얻을 수 있다. 다음의 표는 성형체의 green density와 소결후 시효했을때 최대경도값을 보인다. 시효곡선은 일반적으로 주로 Al-합금에서 볼 수 있는 두단계 곡선을 보였으며 100시간 근처에서 모두 최대경도값을 나타냈다. 또한 위의 표에서와 같이 경도는 green density가 증가함에 따라 증가하였다. 본 실험에 540∼560℃의 소결온도는 용체화처리를 겸한 것이며 이로부터 수냉하여 시효함으로써 석출상에 의한 석출경화현상을 얻을 수 있다. 따라서 본 실험의 시효경화는 석출상에 의한 석출경화가 지배적인 요인으로 생각되며 아울러 금속간의 접촉을 방해하여 소결을 저지시키는 입자표면의 산화물층은 성형압축시에 파쇄되어 소결시 금속중에 분산되어 경화를 일으키는 분산경화도 생각할 수 있다. 4. 결론 실제 사용가능성이 큰 -200mesh의 미세한 Al-chips는 총양의 대략 15%이며 성형후의 green density는 성형압과 온도에 의존하며 특히 온도의 영향이 크다. 소결온도는 540℃가 적합하며 150℃의 시효온도에서 곡선의 경향은 두단계 곡선을 보이며 경도값은 주조제품의 것에 근사했다^(2)). 또한 경도는 green density가 증가함에 따라 증가함을 알 수 있었다.

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.

알루미늄 나노입자분산형 알루미늄-천이금속-희토류금속 (또는 천이금속) 계 비정질합금의 기계적특성

김영환,김인배,윤광민,정병호 대한금속재료학회(대한금속학회) 1996 대한금속·재료학회지 Vol.34 No.6

The mechanical properties and thermal stability of amorphous Al_(88)Ni_9(Fe,Zr)₃and Al_(88)Ni_(10)(Y,Ce)₂ alloys produced by single roller melt-spinning method were investigated. Amorphous alloys containing nanoscale Al particles which are obtained by aging treatment in the temperature range above the crystallization temperature(T_x) exhibited σ₁ and H_v higher than those of amorphous single phase alloys with the same composition. T_x in the mixed phase alloys increased significantly with rising aging temperature. This indicates that the precipitation of the Al nanoparticles thermally stabilizes the remained amorphous matrix. The H_v for the mixed alloys increased monotonically with increasing the precipitation amount(V_f) of the Al phase. The σ₁and ε₁ showed a maximum value in an optimum V₁ value. This is probably thought because the Al nanoparticles which have higher mechanical strength compared with the amorphous matrix with the same composition act as an effective resistance to shear deformation of the amorphous matrix. The amorphous Al_(88)Ni_9Fe₃ exhibited combined effect of the dispersion strengthening and a large elongation resulted from the precipitation of the Al nanoparticles at elevated temperature.

탄탈압분체의 소결수축율에 관한 연구

이동녕 대한금속재료학회(대한금속학회) 1972 대한금속·재료학회지 Vol.10 No.4

모양이 불규칙한 분말로 만든 다공 압분체를 소결할때의 수축률에 대한 다음과 같은 공식을 유도하였다, f= (상수)(t/T)^m exp[-mQ_v/(RT)] 여기서 수출률 f는 소결 진행중 압분체의 길이 변화와 소결전 길이와의 비로 정의한 것으로써 소결시간 t, 소결 절대온도 T, 기체상수 R, 화산활성화에너지 Q_v, 분말의 모양과 관계있는 기하학적 인자 m과 관계 맺어진다. 여러가지 모양의 탄탈분말의 압분체를 소결했을때의 수출률을 상기 공식으로 분석하였다. 탄탈금속의 확산 활성화에너지는 약 80,000 cal per mole이었다. 압분체의 수출률에 대한 여러가지 표현을 위의 공식으로 검토 분석하였다. A formula describing the progress of shrinkage of a powder compact has been derived for the case of sintering of nonspherical particles as follows: f=constant(t/T)^m exp[-mQ_v/(RT)] Here f is the ratio of change in a linear dimension of a powder compact during sintering to the original dimension, and t, T, R, Q_v and m are the sintering time, the sintering temperature on the absolute scale, the gas constant, the activation energy for the volume diffusion and the geometric factor respectively. The shrinkage of tantalum powder compacts composed of powders with the various shapes has been analyzed based on the formula. The activation energy for the volume diffusion of tantalum has been evaluated to be about 80,000 cal per mole. The various expressions on shrinkage of a powder compact have been discussed based on the formula.

조선시대의 갑주에 대한 금속학적 고찰 : 서애 류성룡 선생의 갑주분석

류한익 대한금속재료학회(대한금속학회) 1985 대한금속·재료학회지 Vol.23 No.2