Abstract
TIG remelting was performed to harden the surface of automobile earn shaft. Multipass remelting was conducted in longitudinal direction under argon gas atmosphere. The microstructure of as-east earn shaft was gray iron which consisted of flake graphite and pearlitic matrix. The remelted area had microstructue of both fine pearlite and ledeburite structure that consisted of globular austenite and $Fe_3C$. Hardness for as-cast earn shaft had HRc 25~28, however it increased at remelted area to HRc 53~55. Black line was found at heat affected zone next to the fusion line, that is remelt area of previous pass, during multipass remelting. Black line was identified as graphite, which was transformed from $Fe_3C$. in the ledeburite structure. It is observed that all graphites were nucleated at $Fe_3C$. and matrix interface. High density energy laser remelting process was also applied to verify whether black line could be eliminated. However, black line was still existed as observed in TIG remelting process. Regraphitization was simulated on the ledeburitic structure specimen using Gleeble 1500 with conditions of 1100 and 100$0^{\circ}C$ for 0.5, I, 3, 5 and 1Osee. From the fact that graphite was formed even at the simulation condition of 100$0^{\circ}C$ for 0.5sec, it is seen that regraphitization is an inevitable phenomenon generated whatever processes used during multipass overlap remelting.
자동차용 캠 샤프트의 표면경화를 위해 TiG 용접공정에 의한 재용융처리가 실시되었다. 재용융처리는 캠축에 평행한 방향으로 행하여졌다. 캠 샤프트 소재의 조직은 편상의 흑연과 퍼얼라이트의 회주철 조직으로 구성되어 있으나 재용융 처리후 미세한 퍼얼라이트 및 세멘타이트와 구상 오스테나이트의 레데브라이트 조직으로 변화하였다. 캠 샤프트 모재의경도는 HRc 25~28에서 재용융 처리후에는 HRg 53~55정도로 증가하였다. 다층 용융 처리시 비드가 겹치는 경계에서 검은띠가 관찰되었는데 이 검은띠는 흑연으로 판명되었다. 이 검은띠는 전층의 레데브라이트 조직이 변태된 것으로 주로 세멘타이트와 기지조직의 경계에서 생성되었다. 고밀도 에너지인 레이저 용융처리시에도 재흑연화 현상은 TIG의 경우처럼 관찰되었다. 재흑연화 현상의 확인을 위해서 Gleeble 1500을 이용하여 $1100^{\circ}C$와 $1000^{\circ}C$에서 0.5, 1, 3, 5 및 10초동안 유지한 모의실험을 하였다. $1000^{\circ}C$에서 0.5초 유지했을 때도 흑연이 발견된 것으로 보아 재흑연화 현상은 어떠한 재용융 처리 공정을 사용하더라도 피할 수 없는 현상임을 확인할 수 있다.
