This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Journal of Welding and Joining, Vol.32 No.4(2014) pp34-38 http://dx.doi.org/10.5781/JWJ.2014.32.4.34 34 침탄 두께에 따른 피로강도 영향 특성 평가 최현민 * ㆍ 박용하 ** ㆍ 신용택 *** ㆍ 김명현 *,† * 부산대학교 조선해양공학과 ** 삼성중공업 재료분석연구 *** 동아대학교 신소재공학과 The Effect of Fatigue Strength according to Carburizing Depth Hyun Min Choi*, Yong Ha Park**, Yong Taek Shin*** and Myung Hyun Kim* , † *Dept. of Naval Architecture and Ocean Engineering, Pusan National University, Busan 609-735, Korea **Dept. of Materials Research, Samsung Heavy Industries Co., Ltd, Geoje-si, Gyungnam 656-710, Korea ***Dept. of Materials Science and Engineering, Donga University, Busan 604-714, Korea † Corresponding author : [email protected](Received March 24, 2014 ; Revised June 11, 2014 ; Accepted August 27, 2014) Abstract Carburizing treatments are the important way to developing fatigue strength and wear resistance. It is well known that the case depth is one of the most significant parameters determining fatigue strength. In this study, 3-point bending fatigue test was conducted to evaluate fatigue strength for the carburized depth with 18CrNiMo7-6 steel. As a result, fatigue strength increased with effective case depth decreased. It is shown that hardness in case hardened layer played principal role in the fatigue strength. Key Words : Fatigue strength, 3-Point bending fatigue test, Carburized steel ISSN 1225-6153 Online ISSN 2287-8955 1. 서 론 기어, 크랭크축 등 기계 부품에서는 주로 반복 하중 에 의해 피로 파괴가 발생한다. 따라서 재료의 피로 거 동은 구조물의 설계 시 고려해야할 필수적인 요소라고 할 수 있다. 피로파괴는 대부분 재료의 표면에서 시작 되는 피로균열에 의해 일어나는데, 이를 지연시키기 위 해서는 열처리를 통해 재료의 강도를 높여야 한다. 여 러 열처리 방법 중 표면 경화는 재료의 표면을 단단한 재질로 만들기 위한 방법으로 기계적 강도의 증가를 통 해 재료 및 구조물의 피로 수명을 증가 시킬 수 있다 1,2) . 표면 경화에는 침탄법, 질화법, 고주파 경화법 등 의 다양한 열화학적 표면처리 방법이 이용되고 있다. 침탄 처리는 가공성이 좋은 저탄소강 또는 저탄소합 금강을 기계가공한 후 그 표면층에 탄소를 증가시켜 담 금질하여 표면을 경화시키는 방법이다. 자동차 부품, 선박용 부품 등 각종 기계부품에 널리 응용되고 있으며 표면열처리 중에서 가장 많이 사용되고 있다. 침탄 처 리한 강재의 표면은 경도가 높고 내마모성이 좋으며, 내부는 인성이 뛰어난 특성을 가진다 3) . 침탄처리를 통해 구조물은 재료적 특성의 변화가 일 어나고 이를 통해 피로수명이 증가하게 된다. 그러나 침탄처리시간이 늘어난다면 생산비용이 증가하므로 경 제적인 효과를 고려한다면 적절한 침탄시간 및 두께의 고려가 필요하다. 앞선 연구들에서는 차량의 기어 및 부품에 사용되는 유효침탄두께 1.5mm 이하의 강재에 대한 피로강도 특 성을 확인하고자 수행한 연구가 많이 진행되었다 4) . 그러나 조선분야에서 사용되는 기어에는 약 3mm의 유효침탄두께를 이용하고 있으며, 3mm 유효침탄두께 가 구조 설계 시 기준에 만족하는지 판단하기 위해서는 3mm 침탄된 강재에 대한 경도, 피로강도 등의 특성을 파악하여야 한다. 또한 다양한 유효침탄두께를 가진 강 연구논 문
5
Embed
침탄 두께에 따른 피로강도 영향 특성 평가 · (stress range) 기준으로 S-N curve를 나타내었다. 유효침탄두께가 가장 적은 1.5mm, 3mm시험편이 비슷한
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Journal of Welding and Joining, Vol.32 No.4(2014) pp34-38
http://dx.doi.org/10.5781/JWJ.2014.32.4.34
34
침탄 두께에 따른 피로강도 영향 특성 평가
최 민*ㆍ박용하**ㆍ신용택***ㆍ김명 *,†
*부산 학교 조선해양공학과**삼성 공업 재료분석연구***동아 학교 신소재공학과
The Effect of Fatigue Strength according to Carburizing Depth
Hyun Min Choi*, Yong Ha Park**, Yong Taek Shin*** and Myung Hyun Kim*,†
*Dept. of Naval Architecture and Ocean Engineering, Pusan National University, Busan 609-735, Korea**Dept. of Materials Research, Samsung Heavy Industries Co., Ltd, Geoje-si, Gyungnam 656-710, Korea
***Dept. of Materials Science and Engineering, Donga University, Busan 604-714, Korea
†Corresponding author : [email protected](Received March 24, 2014 ; Revised June 11, 2014 ; Accepted August 27, 2014)
Abstract Carburizing treatments are the important way to developing fatigue strength and wear resistance. It is wellknown that the case depth is one of the most significant parameters determining fatigue strength. In this study,3-point bending fatigue test was conducted to evaluate fatigue strength for the carburized depth with 18CrNiMo7-6 steel. As a result, fatigue strength increased with effective case depth decreased. It is shown that hardness in case hardened layer played principal role in the fatigue strength.