용융납에서 순철과 탄소강에 Cr 을 확산피복시킬때의 kinetics

Abstract

$C_r$이 용해되어 있는 $P_b$ 용탕에서 순철과 탄소강에 $C_r$을 확산 피복시킬 때 형성되는 $C_r$ 확산 피복층과 Carbide 생성의 Kinetics를 연구하였다. 본 연구의 실험 변수는 침적 시간, 온도, 그리고 시편의 탄소함량이며 그 결과는 다음과 같다. $P_b$ 용탕과 시편에서 $C_r$의 합금 형성 자유 에너지 차이 때문에 시편에 $C_r$을 확산 피복시킬 수 있음을 확인하였으며, 시편에 서 $C_r$의 확산이 전체 반응을 지배하는 반응 단계이다. 그때의 $C_r$ 확산 피복층에서 $C_r$의 확산 계수 $D_{\alpha}$는 $$D_{\alpha} = (1.505) \exp \left[ \frac{52.8 \pm 7.7 (Kcal/mole)}{RT} \right]$$ 이다. 순철의 경우에 $C_r$ 확산 피복층의 경도 증가는 $C_r$ 합금 형성에 기인하며 탄소강의 경우에는 $C_{r23} C_6$ Carbide 형성에 의한 것이다. 그리고 시편 표면의 $C_r$ 농도는 C 함량의 증가에 따라 직선적으로 증가하며, $\gamma$상에서 생성된 $(C_rFe)_7 C_3$ Carbide 는 $(C_rFe)_{23} C_6$ Carbide로 상 변태하면서 $C_r$ 확산 피복층에 섞이게 되리라 생각된다.