열처리
일반적으로 가열, 냉각 등의 조작을 적당한 속도로 하여 그 재료의 특성을 개량하는 조작을 일컫는다.
온도에 의해서 존재하는 상의 종류나 배합이 변하는 재료에 쓰인다. 흔히 사용되는 것은 금속인데, 고온에서
급랭하여 보통이면 일어날 변화를 일부 또는 전부 저지하여 필요한 특성을 내는 담금질, 한 번 담금질한 후
비교적 저온에서 가열하여 담금질로써 저지한 변화를 약간 진행시켜 꼭 알맞은 특성을 가지게 만드는 뜨임,
가열하여 천천히 식힘으로써 금속재료의 뒤틀림을 바로잡거나 상의 변화를 충분히 끝나게 하여 안정상태로
만드는 풀림이 대표적인 처리방법이다.
1. 담금질(Quenching)
(1)목적 : 강을 강하고 경하게 하기 위함
(2)가열온도 : A3-1 변태선 + 30～50℃
(3)유지시간 : 두께 25mm당 30분
(4)종류
-시간담금질(인상담금질) : 냉각속도의 변화를 냉각시간으로 조절하여 주는 것
-분사 담금질 : 담금질하여 경화되는 부분에 담금질 액을 분사시켜 급랭하는 방법
(부분적인 냉각을 필요로 하는 것에 적당)
[심냉 처리]
상온으로 담금질된 강을 다시 0℃ 이하의 온도로 냉각하는 작업
목적 : 잔류오스테나이트를 마텐자이트로 변태
효과 : 경도 향상, 치수변화 방지
[잔류오스테나이트의 생성 원인]
고탄소강, 담금질온도가 높을 때, 유냉시, 합금원소의 양이 많을 때
[블루잉]
강을 250~370℃의 온도에서 가열하면 강의 표면에 청색의 산화피막이 생기는 것.
2. 풀림(Annealing)
(1)목적:강을 연화하고 결정조직을 균질화 한다. 그리고 내부응력을 제거하고 기계적, 물리적 성질 변화시키는데 사용.
(2)가열온도 : A3 - A1 또는 A3변태선 위의 30～50℃ 범위
(3)냉각방법 : 노냉 또는 2단 냉각(서냉)
(4)종류
-완전풀림 : 일반적인 풀림, 강을 Ac3 또는 Ac1점 이상의 온도에서 적당시간 가열 후 노중냉각 하다 550℃에서 공랭
-항온풀림 : S곡선의 코 또는 이것보다 약간 높은 온도 부근에서 항온유지 시켜 변태를 완료하는 방법
(공구강 또는 자경성이 강한 특수강을 연화풀 림 하는데 적합)
-응력제거 풀림 : 냉간가공 부품, 용접부품, 주조상태의 강, 단조한 강, 담금질한 강의 잔류응력을 제거하기 위하여
보통 500～600℃ 정도에서 가열한 후 서냉하는 조작
3. 불림(Normalizing)
(1)목적 : 불균일한 조직을 균질화하고 결정립을 미세화 시켜서 기계적 성질을 향상시킨다.
(2)불림의 종류
-보통불림 : 필요한 불림온도까지 상승시킨 후 일정하게 노내에서 유지시킨 후 대기 중에서 방냉
-항온불림 : 항온변태 곡선의 코의 온도와 비슷한 550℃부근에서 항온변태를 시킨 후 상온까지 공랭
예) 저탄소 합금강 - 절삭성이 향상
4. 뜨임(Tempering)
(1)목적 : 담금질에 의해 굳어진 강에 인성을 부여
(2)뜨임에 의한 조직 변화
(3)뜨임취성
-저온 뜨임취성(300℃ 취성) : 250~300℃ 온도에서 뜨임하면 충격치가 최대로 감소하는 현상
-1차 뜨임취성 : 450～525℃의 온도에서 뜨임하면 뜨임시간이 길어져 충격치가 감소하는 현상
(예방 : 소량의 Mo 첨가)
-2차 뜨임취성 (고온 뜨임취성) : 525~600℃의 온도에서 뜨임 후 서냉 시 충격치가 감소하는 현상
(예방: 급랭, Mo 또는 W 첨가)
-스냅뜨임 : 담금질을 행한 재료에 100~200℃의 온도에서 저온뜨임 ,점성과 내마모성 부여하기 위함
5. 강의 항온 열처리
-오스템퍼링 : 오스테나이트 상태로부터 강을 S곡선의 코와 Ms점 사이의 항온 염욕에 급랭하여 항온 유지하는 처리
조직 : 베이나이트
-마템퍼링 : 오스테나이트로부터 Ms점 이상의 온도로 담금질 하여 강 전체의 온도가 균일해질 때까지 냉각제에서 유지한
후 공랭하여 Ar" 변태를 천천히 진행한 후 뜨임처리 하는 조작
조직 : 마텐자이트
특징 : 담금질에 의한 변형 및 균열이 없다.
-마웅칭 : Ms~Mf 사이의 온도의 염욕에 급랭하고, 변태가 완료할 때까지 항온 유지시키는 열처리
조직 : 마텐자이트 + 베이나이트
