Effects of Double Austenizing and Tempering Treatment on the Microstructure and Mechanical Properties in 8% Cr steel

초록

8% Cr 강은 고 합금 냉간 공구강인 SKD11의 개선된 강종으로 C와 Cr의 함량을 저감하고 Mo과 V 등을 첨가한 합금공구강이다. 8% Cr 강은 높은 피삭성과 고온 템퍼링 열처리 이후에도 높은 경도와 인성을 가지고 있어 냉간 다이스용으로 널리 사용된다. 합금공구강은 높은 합금원소와 탄소를 함유하고 있어 다양한 종류와 크기를 가진 탄화물을 형성한다. 이 중 매우 고온의 고액영역 (Mushy zone)에서 형성되는 조대한 크기의 초정탄화물(Primary carbide)은 인성 및 기계적 물성 저하를 시키는 원인이 될 수 있다. 본 연구에서는 고온에서 열처리함으로써 8% Cr 강의 조대한 초정탄화물을 분해하고 기계적 물성을 향상시키고자 하였다. 초정탄화물의 분해 온도를 찾기 위해 1100 o C~1300 oC에서 열처리하여 고온의 오스테나이징 온도에서 탄화물의 거동을 확인한 후 적절한온도를 선정하였다. 이후 1175 oC에서 오스테나이징하는 Double Austenizing and Tempering(DAT) 방법과 일반적인 Quenching and Tempering(QT)을 1000 oC~1100 oC의 온도 범위에서 진행 후 530 oC에서 Tempering 하여 비교하였다. DAT 열처리시편은 QT 열처리시편에 비해 초정탄화물의 양이 약 20% 정도 감소하였고 충격인성이 약 4J에서 6J로 약 50%정도 증가하였다. 이를 통해 초정탄화물의 비율과 열처리 조건에 미세구조 및 탄화물의 형태가 기계적 특성에 미치는 영향을 확인하였다.