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강[Steel]의 열처리에 대해서

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강(Steel)의 열처리
: 열처리란 철강에 소요의 성질을 부여하기 위하여 행하는 가열과 냉각을 조합하여 철강의 강도를 여러가지 요구 성질에 맞도록 하는 조작을 말한다. 여기서 강의 열처리라 함은 강의 가열, 냉각의 모든 현상을 말하며 매우 광범위한 의미를 갖는다.
강(Steel)의 열처리 종류
: 뜨임(Tempering, 템퍼링), 풀림(Annealing, 어닐링),
담금질(Quenching, 퀜칭), 불림(Normalizing, 노멀라이징)
* 뜨임(Tempering, 템퍼링)
담금질한 강은 경도가 증가된 반면 취성을 가지게 되고, 표면에 잔류 응력이 남아 있으면 불안정하여 파괴되기 쉽다. 따라서 적당한 인성을 재료에 부여하기 위해 담금질 후에 반드시 뜨임 처리를 해야한다. 즉, 담금질 한 조직을 안정한 조직으로 변화시키고 잔류 응력을 감소시켜, 필요로 하는 성질과 상태를 얻기 위한 것이 뜨임의 목적이다. 담금질한 강을 적당한 온도까지 가열하여 다시 냉각시킨다.
-뜨임 처리의 목적

① 담금질(퀜칭) 시에 형성되는 내부응력 때문에, 연삭 등의 다듬질 가공을 하면 응력의 균형이 달라져 변형이나 균열을 발생시킬 수 있고, 또 그대로 사용하면 시간이 경과함에 따라 응력이 완화되는 동시에 변형이 나타나게 된다.

② 마텐자이트는 일반적으로 매우 단단하기 때문에 취약한 성질을 갖고 있다. 또한 높은 경도에 비해 인장강도가 반드시 높다고 할 수는 없으며, 항복점이나 탄성한계도 낮다. 이들의 경향은 탄소량이 많은 강일수록 심하다. 따라서 용도에 따라 적당한 인성을 유지하기 위해서 템퍼링을 해야만 한다. 특히 기계부품으로서 사용하기 위해서는 충분한 인성이 필요하기 때문에 500∼650℃ 정도의 고온에서 템퍼링을 한다. 이것은 템퍼링 마텐자이트조직이 강도와 인성의 겸비라는 점에서 미세펄라이트보다 우수하기 때문이다.

③ 마텐자이트는 조직은 불안정하여 과포화로 고용해 있는 탄소가 탄화물로서 석출하려는 경향이 강하고 여기에 수반해서 체적의 수축이 일어난다. 또 잔류오스테나이트가 함유되어 있는 경우에는 이것이 사용 중에 마텐자이트로 변태하여 체적의 팽창을 일으킨다. 이와 같이 마텐자이트도 잔류오스테나이트와 같이 상온에서는 불안정하여 시간에 따라 상변화를 일으켜 부품의 형상이나 치수에 오차를 일으키므로 정밀한 공구나 기계부품 등에서는 주의해야만 한다. 150∼200℃에서의 템퍼링으로 경도를 크게 저하시키지 않고도 이와 같은 조직의 불안정성을 다소 제거할 수 있다.

→…(생략)

① 저온템퍼링

② 고온템퍼링


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