표제지
목차
국문요약 9
1장 서론 11
2장 이론적 배경 13
2-1. 표면 강화 열처리 13
2-2. 질화 열처리 13
2-3. 가스 질화 16
2-4. 질소 포텐셜(Kn) 제어 질화 19
2-5. 질화층 형성에 영향을 주는 합금 원소 23
2-6. 열역학적 계산을 통한 질화층 성장 예측 24
3장 실험 방법 25
3-1. 시험편 준비 25
3-2. 질화 열처리 27
3-3. 경도측정 29
3-4. 조직 관찰 및 상 분석 30
3-5. 열역학적 시뮬레이션 30
4장 실험 결과 및 고찰 31
4-1. 경도 분석 31
4-2. 조직 분석 34
4-3. 화합물층 상 분석 46
4-4. 열역학적 시뮬레이션을 통한 고찰 49
5장 결론 55
참고문헌 57
부록(내용없음) 5
Table 1. 질화 열처리에서 형성되는 다양한 상 (Phase) 14
Table 2. AISI 1012 소재와 AISI 1045 소재의 화학성분. 26
Fig. 1. 질화열처리에서 형성되는 경화층의 구조 15
Fig. 2. 암모니아 가스를 이용한 가스 질화에서 표면 질화 반응 모식도. 17
Fig. 3. 가스질화 공정에서 화합물층 상 형성 과정 18
Fig. 4. Fe-N 평형 상태도. 21
Fig. 5. 570 ~ 580℃에서 Fe-N-C 상태도. 22
Fig. 6. Pure Iron의 Lehrer Diagram. 24
Fig. 7. 질화 열처리 공정 장비 모식도. 28
Fig. 8. 490℃에서 질화 열처리한 (a) AISI 1012, (b) AISI 1045 소재의 단면... 32
Fig. 9. 520℃에서 질화 열처리한 (a) AISI 1012, (b) AISI 1045 소재의 단면... 33
Fig. 10. 490℃에서 질화된 (a) AISI 1012, (b) AISI 1045의 광학현미경으로 관찰한... 37
Fig. 11. 520℃에서 질화된 (a) AISI 1012, (b) AISI 1045의 광학현미경으로 관찰한... 38
Fig. 12. 레이져 현미경으로 관찰한 490℃에서 (a) 1시간, (b) 3시간, (c) 10시간... 39
Fig. 13. 레이져 현미경으로 관찰한 490℃에서 (a) 1시간, (b) 3시간, (c) 10시간... 40
Fig. 14. 레이져 현미경으로 관찰한 520℃에서 (a) 1시간, (b) 3시간, (c) 10시간... 41
Fig. 15. 레이져 현미경으로 관찰한 520℃에서 (a) 1시간, (b) 3시간, (c) 10시간... 42
Fig. 16. 490℃에서 10시간 질화공정한 (a) AISI 1012, (b) AISI 1045 표면... 43
Fig. 17. 520℃에서 10시간 질화공정한 (a) AISI 1012, (b) AISI 1045 표면... 44
Fig. 18. 가스질화 공정에서 시간에 따른 화합물층 두께 변화 결과. 45
Fig. 19. 질화 온도 (a) 490℃ (b) 520℃에서 10시간 질화 처리된 시험편의 XRD... 47
Fig. 20. 490℃ 10시간 질화한 (a) AISI 1012와 (b) AISI 1045 시험편과 520℃... 48
Fig. 21. 소재별 Lehrer Diagram의 열역학 계산 50
Fig. 22. 520℃에서의 질소함량과 상 분율의 상태도 52
Fig. 23. 520℃ 질화 공정에서 질화시간에 따른 (a) 각 상의 두께 변화와 (b)... 54