화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2019년 가을 (10/30 ~ 11/01, 삼척 쏠비치 호텔&리조트)
권호 25권 2호
발표분야 D. 구조 재료 분과
제목 Mechanical Property of Tool Steels with HWS by Direct Energy Deposition
초록 Cr-Mo SCM420은 3D프린팅을 이용한 적층 또는 침탄법 등의 하드페이싱을 적용하여 공구강으로 널리 사용된다.
본 연구는 DED공정으로 SCM420 구조용 강에 적층된 HWS(High Wear Resistance Steel)의 미세조직 및 열처리 효과에 대한 기계적 성질을 조사하였다.
열처리 효과에 대한 기계적 성질을 알아보기 위해 DED공정으로 적층된 HWS를 1060℃에서 퀜칭 및 520℃에서 템퍼링을 수행하여, Carburized SCM420 및 열처리 전, 후 HWS의 경도, 충격, 마모시험을 통한 기계적 성질 및 미세조직을 비교 분석하였다.
경도시험 결과, Carburized SCM420과 열처리 전, 후 HWS의 경도 값은 각각 774HV, 682HV, 788HV으로 나타났으며, Carburized SCM420은 표면에서 멀어질수록 경도가 감소하는 반면에 열처리를 거친 HWS는 상대적으로 균일한 경도값을 유지하는 것을 확인하였다.
열처리 전 HWS의 미세조직은 DED공정에서의 반복적인 열로 인해 columnar zone, equiaxed zone 및 느린 냉각속도로 인한 상대적으로 많은 오스테나이트상에 의해 열처리된 HWS보다 낮은 경도특성을 가지는 것으로 사료된다.
열처리된 HWS의 미세조직은 빠른 냉각속도로 인해 탄소가 침입형 원소로 고용되어 불충분한 탄소확산으로 오스테나이트에서 마르텐사이트로 상이 변태된 것이라 사료되었고 수지상정 dendrite 구조의 탄화물이 생성되어 우수한 내마모성을 얻은 것이 확인되었다.
열처리된 HWS는 열처리 전 HWS보다 상대적으로 우수한 경도와 내마모성을 가졌고, Carburized SCM420과 상응하는 기계적 성질을 가졌다.


Acknowledgement: 본 연구는 2019년도 국제공동기술개발사업의 지원으로 수행되었음.(No.G02P03040000701)
저자 이준엽, 방재희, 강민혜, 안철민, 정예은, 심도식, 이은경
소속 한국해양대
키워드 Directed energy deposition (DED); Tool steel; Microstructure; Hardfacing; Heat treatment
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