철강의 열처리 종류와 특징

1. 불림 (Normalizing)

 

(1) 특징

가공중의 불균일한 조직을 균일화시키고 결정입을 미세화하고, 기계적 성질을 향상시켜 기계가공을 쉽게 하기 위한 표준조직으로 만듬.

 

(2) 방법

가열온도는 820도씨 에서 920도씨에 약 30분 정도 유지한다.

바람이 불지 않는 대기중에 방냉한다. 

2. 풀림 (Annealing)

(1) 특징

• 강을 연화시킨다.
• 결정조직을 균일화시킨다.
• 내부응력을 제거한다.
• 기계적, 물리적 성질을 변화시킨다.

(2) 방법

가열온도는 790도씨에서 890도씨에서 60분 유지한 후 냉각은 노에서 서냉하거나, 완전풀림은 550도씨 부근에서 공냉한다. 

3. 담금질 (Quenching)

(1) 특징

강을 강하고 경하게 하기 위한 것이다.

(2) 방법

• 아공석강(C 0.025~0.8%): 가열온도 830도씨 ~ 890도씨
• 공석강(C 0.8%), 과공석강(C 0.8~2.0%): 가열온도 820도씨 ~ 840도씨
• 온도유지시간: 20~30분\
• 냉각

노냉: 상온에서 펄라이트 조직

공냉: 소르바이트 조직

유냉: 트루스타이트와 마르텐 사이트의 혼합조직

수냉: 마르텐사이트 조직

4. 뜨임 (Tempering)

(1) 특징

담금질만 행한 강은 내부응력이 크기 때문에 대단히 경하고, 취약하다.

그러므로 강도와 인성을 주기위해 뜨임을 한다.

 

(2) 방법

제 1단계: 상온부근에서 시작하여 200도씨 정도에서 끝난다.

제 2단계: 200~300도씨에서 진행

제 3단계: 300~400도씨에서 진행

제 4단계: 400도씨 이상에서 진행

저온뜨임 취성: 300도씨 청렬 취성

400도씨 뜨임: Troostite 조직(합금강, 고석도강)

600도씨 뜨임: Sorbite 조직(Spring 강)

5. 심냉(Sub-zero) 처리

(1) 특징

0 도씨 이하의 온도 즉 sub-zero의 온도에서 냉각시킨 것으로 경화된 강중의 잔류 austenite를 martensite화 하는 열처리이다.

sub-zero 처리를 하면 공구강의 경도증가 및 성능향상을 할 수 있고 guage또는 bearing 등의 정밀기계 부분품의 조직을 안정하게 하며, 시효에 의한 형상 및 치슈ㅜ의 변화를 방지할 수 있다.

(2) 방법

담금질한 강을 상온이하의 저온에서 냉각시키며 냉각제는 보온이 되는 용기에 공업용 알코올과 액체공기를 놓고 -183도

씨의 조온으로 유지하거나 드라이 아이스 및 알코올을 넣고 -78도씨 또는 액체질소일 경우는 -196도씨로 유지하면서 심냉처리를 한다.

1단계 냉각법: 요구온도까지 직접 냉각하는 방법으로 -50도씨 미만일 때 주로 사용된다.

2단계 냉각법: -100도씨 전후로 냉각이 필요할때

3단계 냉각법: -150도씨 이하로 냉각이 필요할때