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보고서 상세정보

철도소재의 초음파 나노처리 기술개발
Ultrasonic Surface Modification of Rail Materials

  • 과제명

    철도소재의 초음파 나노처리 기술개발

  • 주관연구기관

    한국철도기술연구원
    Korea Railroad Research Institute

  • 연구책임자

    장세기

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2015-12

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    KA

  • 사업 관리 기관

    한국철도기술연구원
    Korea Railroad Research Institute

  • 등록번호

    TRKO201600002157

  • 과제고유번호

    1711033167

  • 키워드

    레일,차륜,초음파표면개질,마모,피로,마찰rail,wheel,ultrasonic surface modification,wear,fatigue,friction

  • DB 구축일자

    2016-05-28

  • 초록 


    Ⅳ. R&D Results
    ○ Specimen preparation for wear and fatigue test
    ○ Analyze the physical properties of the rail surface
    ○ ...

    Ⅳ. R&D Results
    ○ Specimen preparation for wear and fatigue test
    ○ Analyze the physical properties of the rail surface
    ○ Analyze the microstructure of the rail surface
    ○ Rolling contact fatigue test
    ○ Wear test of the rail
    ○ Friction coefficient and wear profiles
    ○ Wheel-rail contact wear
    ○ Concept design of the onsite device


    60K 철도레일 소재에 대해서 초음파표면개질 처리를 하였고 표면특성 분석, 구름접촉피로시험, 마모시험 등을 통하여 내구성을 평가하였다. 또한 차륜과 레일의 상대마모 시험평가를 위해 Block-on-ring 시험을 실시하였고 결과를 ...

    60K 철도레일 소재에 대해서 초음파표면개질 처리를 하였고 표면특성 분석, 구름접촉피로시험, 마모시험 등을 통하여 내구성을 평가하였다. 또한 차륜과 레일의 상대마모 시험평가를 위해 Block-on-ring 시험을 실시하였고 결과를 도출하였다.
    초음파표면개질처리 한 레일소재는 표면층에서 압축잔류응력이 생성되었고 마모프로파일 비교에서 마모의 깊이가 상대적으로 얕게 나타났다. 이는 표면층에 미세한 소성변형이 생기면서 표면층의 경도가 증가하고 조직이 미세화하면서 치밀도가 높아진 결과이다.
    보통레일과 열처리레일, 초음파 표면개질처리 보통레일의 마모량을 마모시험 회전수에 따라 함께 비교를 하였다. 회전수 증가에 따라 마모량은 모든 경우에 증가를 하였으나 초음파나노처리 된 보통레일의 내마모 특성이 모든 회전수의 마모시험에서 우수하게 나타났다.
    차륜과 레일을 동시에 접촉시키면서 상대적인 마모량을 비교하였는데 일반적으로 레일과 차륜 중 한 개의 강도가 증가하면 상대적인 마모량이 증가하는 것으로 인식되고 있으나, 본 실험에서는 초음파 표면개질에 의해 표면이 강화된 경우에도 자체 마모량 및 접촉하는 상대 소재의 마모량도 감소하는 것으로 나타났다. 이는 초음파 표면개질 처리 이후 마찰계수가 감소하고 표면의 형상이 균일해지면서 전체적인 마모량 감소에 기여하였기 때문으로 판단된다.
    현장에서 표면개질 처리를 위한 온싸이트 시스템에 대한 개념설계를 하였고 대형마찰마모시험이 가능한 모사시편을 제작하였다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제 출 문 ... 2
    3. 보고서 요약서 ... 3
    4. 요 약 문 ... 5
    5. SUMMARY ... 7
    6. Contents ... 9
    7. 목차 ... 10
    8. 표목차 ... 11
    9. 그림목차 ... 12
    10. 제1장 연구개발과제의 개요 ... ...
    1. 표지 ... 1
    2. 제 출 문 ... 2
    3. 보고서 요약서 ... 3
    4. 요 약 문 ... 5
    5. SUMMARY ... 7
    6. Contents ... 9
    7. 목차 ... 10
    8. 표목차 ... 11
    9. 그림목차 ... 12
    10. 제1장 연구개발과제의 개요 ... 14
    11. 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 15
    12. 2.1 철도 레일의 문제 정의 ... 15
    13. 2.2 구름접촉피로 ... 16
    14. 2.3 균열형성 ... 19
    15. 2.4 유지보수 ... 20
    16. 2.5 방지책 ... 21
    17. 2.6 Head check 교정조치 ... 25
    18. 2.7 초음파 나노표면개질 ... 27
    19. 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 32
    20. 3-1. 시편준비 ... 36
    21. 3.2 레일소재표면특성 ... 39
    22. 3.3 Rolling Contact Fatigue(RCF) 시험 ... 46
    23. 3.4 마모시험 ... 48
    24. 3.5 마찰계수, 소음영향 및 마모 프로파일 ... 83
    25. 3.6 차륜-레일의 상대마모 특성 ... 90
    26. 3.7 온싸이트 초음파 표면개질장치 ... 94
    27. 제4장 결 론 ... 96
    28. 제5장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 97
    29. 제6장 연구개발결과의 활용계획 ... 97
    30. 제7장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 97
    31. 제8장 참고문헌 ... 98
    32. 끝페이지 ... 101
  • 참고문헌

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