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1. 단조의 목적
대략의 최종 구조물로 접근시킴으로써 절삭가공의 공정단축과 재료의 절감뿐만 아니라 재료의 거친 결정 입자를 미세화 시키고 재료 내부의 기포를 압착시켜 균질화 하고 기계적,물리적 성질을 개선하기 위한 것이다. 따라서 단조 후에는 인장강도, 연신율, 충격값등의 기계적 성질이 크게 향상되므로 크랭크 축, 프로펠라, 증기기관 터빈의 날개등 높은 신뢰성이 요구되는 강인한 기계부품을 만들기에 적당한 성질의 재료로 바귀는 것이다.
2. 단조의 방법
가열온도로 작업하여 단조온도로 작업을 종료하는 것이 가장 바람직하다.
[재료에 금이 가거나 단조응력이 남기 때문이다.]
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재 료 명
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가 열 온 도 (℃)
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단 조 온 도 (℃)
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탄 소 강 주 괴
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1250
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850
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탄 소 강 강 제
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1250
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800
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합 금 강 주 괴
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1250
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850
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니 켈 강
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1200
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850
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크 롬 강
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1200
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850
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니 켈 크 롬 강
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1200
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850
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스 테 인 레 스 강
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1200
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900
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공 구 강
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1150
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900
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고 속 도 강
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1150
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950
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구 리 (동)
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750 ~ 800
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알 루 미 늄
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425 ~ 450
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[ 재료별 표준 단조 온도의 실례 ]
3. 단조 가열 주파수의 선정
적정 주파수의 선정기준은 역시 표피 효과에의 한 침투 깊이 이다.
[ 주파수가 낮으면 침투깊이 즉, 가열깊이가 깊어져 균온화가 쉽기 때문이다.]
①재료의 직경이 20~25% 의 침투깊이를 갖는 주파수
②임계 주파수 값에서 2배 까지의 범위(f=fc~2fc)
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주 파 수
(Hz)
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가열물의 직경 (mm)
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강
(1200℃)
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스테인레스
(1200℃)
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황 동
(1800℃)
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동(850℃) 및
알루미늄(500℃)
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50 / 60
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230 이상
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260
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100 이상
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70 이상
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500
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80 ~ 230
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90 ~ 260
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33 ~ 450
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23 ~ 650
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1000
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55 ~ 162
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65 ~ 184
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23 ~ 300
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16 ~ 450
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3000
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33 ~ 96
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37 ~ 100
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13 ~ 200
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10 ~ 250
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10000
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18 ~ 50
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20 ~ 60
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7.5 ~ 100
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5.2 ~ 150
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100KHz
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5 ~ 16
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6.5 ~ 20
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2.3 ~ 30
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1.6 ~ 50
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400KHz
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2.7 ~ 8
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3.2 ~ 10
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1.0 ~ 15
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0.35 ~ 10
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4. 단조 가열 시간의 선정
동이나 알루미늄과 같이 열전도가 좋은 재료는 균온화가 비교적 용이하나 철강류는 이와는 대조적으로 좋지 않으며 만약 재료가 대형이라면 더 더욱 균일 가열은 어렵다.
※가열도중에 한번 전력을 차단하고 소킹시간을 넣어 온도의 균일화를 도모한 단조 가열방식.
이 실험 곡선에서 처음 표면 온도가 1100℃에 달했을때 전력을 차단하고 50초 동안 소킹시간을 갖은 다음 재차 전원을 인가 승온하여 1150℃에 달했을때 이번에는 고주파 장치의 출력을 1/3정도로 낮추어 10초를 가열하고 전원을 재차 차단하면 점차 재료의 외부와 내부온도가 일정하게 되는 것을 보여주고 있다.
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