신소재 공학 실험 - 탄소강의 열처리

신소재 공학 실험 - 탄소강의 열처리

1. 실험목표
- 탄소 함유량이 다른 두 금속을 열처리 과정을 거치고 3가지 방법(노냉, 공냉, 수냉)으로 냉각시킨 후, 냉각 과정을 통한 조직의 변화를 관찰하고 경도에 미치는 영향을 알아본다.

2. 관련지식

구분
SM20C
SM45C
C
0.18 ~ 0.23
0.42 ~ 0.48
Si
0.15 ~ 0.35
0.15 ~ 0.35
Mn
0.30 ~ 0.60
0.60 ~ 0.90
P
0.030
0.030
S
0.035
0.035
(1) Fe-Fe3C 상태도를 통해 예측할 수 있는 SM20C와 SM45C의 열처리 온도
table 1. 구조용 탄소강의 화학성분
figure 1. Fe-C 상태도 (실선:Fe-Fe3C 상태도, 점선:Fe-C 상태도)

- SM20C의 탄소 함유량은 0.18~0.23wt%, SM45C의 탄소 함유량은 0.42~0.48wt% 이고, figure 1을 통해 열처리 온도를 예측해보면 SM20C는 약 860℃이상, SM45C는 약 790℃이상이다.

(2) 열처리 냉각방법
① 노냉 : 강을 열처리한 후, 노 내에서 비교적 늦은 속도로 냉각 시키는 것
② 공냉 : 강을 고온에서 가열하여 오스테나이트화 시킨 후 공기 중에서 냉각 시키는 것
③ 수냉 : 열처리한 탄소강을 노에서 빼내어 물에 집어넣어 냉각 시키는 것

(3) 경도계
① 비커…