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GEAR - 강의 열처리
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01. 강의 열처리 개요, 02. 열처리를 실시하는 목적, 03. 열처리 방법과 종류,
04. 일반 열처리 종류 및 특징, 05. Fe-C 평형 상태도
01. 강의 열처리 개요
 
 
기본적으로 Fe(鐵)와 2.0%이하의 C(炭素)와의 합금
 
금속의 열처리는 인류가 금속을 발견한 선사시대부터 이미 행해졌다는 증거가 있고
  지금까지 다루는데 있어 빠져서는 안될 중요한 기술로써 이용되어 오고 있다
 
 
“ 금속의 성질을 개선하는 것을 목적으로 가열과 냉각을 적절히 조절하여 행하는 기술”

즉 강을 강하게 하거나 ,연하게 할 수도 있고 그 외에 충격치, 전연성, 자성, 인성, 기계 가공성등의 기계적 ,물리적성질에 영향은 물론 화학적 성질에도 많은 영향을 미친다.
02. 강의 열처리 목적
 
냉간가공에 의하여 발생된 응력을 제거한다거나 또는 불균일 냉각에 의한 응력을 제거
열간가공된 강의 결정립조직을 미세화
바람직한 결정립조직을 유지
경도를 감소시키고 연성을 향상
경도를 증가시켜서 내마모성을 향상
사용중 충격에 견딜 수 있도록 인성을 향상
피삭성을 향상
공구강의 절삭능력을 향상
전기적 성질을 향상
강의 자기적 성질을 개선
03. 열처리 방법의 종류
 
일반 열처리
연속냉각 열처리
어닐링,노말라이징,담금질,템퍼링
등온냉각 열처리
오스템퍼,마르퀜칭(마르템퍼)
표면 열처리
경화 열처리
침탄,질화,고주파 담금질,화염담금질
강화 열처리
軟(연)질화(Salt,가스)
활화 열처리
침황(고온,저온)
냉각 처리
서브제로 열처리
보통서브제로,초서브제로
04. 일반 열처리 종류 및 특징
 
 
방법 : 일정온도(원하는 온도)에서 가열한 뒤에 노에서 서냉 시키는 방법
목적 : 내부응력 제거, 매진성분 제거, 원래의 연한 상태로 만든다
종류 : 풀 어닐링, 확산 소둔,(안정화소둔,균질화 소둔), 구상화 소둔 중간 소둔, 응력제거 어닐링
 
 
방법 : 강을 높은 온도에서 가열해서 오스테나이트화 시킨후 다시 공기 중에서 냉각시키는 방법
목적 : 내부응력 제거, 조직을 표준화 하고 치밀하게 만든다
      (Cr-Mo강의 제조 방법을 제공하는데 있다).
종류 : 풀 어닐링, 확산 소둔,(안정화소둔,균질화 소둔), 구상화 소둔 보통 노멀라이징,
      2단 노멀라이징(공랭+노냉), 항온 노멀라이징 (항온유지+공랭)
 
 
방법 : 강을 오스테나이트 온도에서 급랭시켜(물,기름) 조직을 마르텐 사이트로 변화시켜
        강을 경화 시키는 방법
목적 : 강도나 경도를 높인다
종류 : 단계 소입(Ms변태시 균열, 뒤틀림을 방지하기위해 사용) 마르퀜칭(마르템퍼링),
        오스템퍼링(베이나이트 퀜칭이라고도 함)
특징 : 저온으로 변화가 완전히 저지되는 시효경화성 합금등에서 담금질 상태는 그합금에서
        가장 연항 상태가 된다 (두랄루민, 베릴륨 구리가 대표적이다)
 
템퍼링(tempering) 소려(燒戾), 뜨임, 재열처리
 
방법 : 보통 퀜칭한 강은 경도는 높지만 취약합니다(인성이 적어 깨지기 쉬움) 그래서 마르텐사이트
      조직을 그대로 사용하지 않고 템퍼링 해서 사용 한다
목적 : 조직및 기계적 성질을 안정화 시킨다.
       경도를 낮추고 인성을 증가 시킨다
       잔류응력을 제거 하고 탄성력과 항복강도를 증가 시킨다
종류 : 오스템퍼링, 마르템퍼링.
 
 
 
목적 : 조질(담금질-뜨임)은 강의 기계적 성질을 향상시키기 위한 열처리 방법이다
      소재의 조직을 안정화 시켜 다음 공정인 기계가공을 개선 표면 경화열처리등 후공정에서
      조직이상으로 발생할수 있는 결함을 제거하거나 구조용 자재로서의 강도를 부여
      하는 열처리 방법

방법 : 조질(담금질-뜨임)은 100%의 마르텐사이트화로 만드는게 목표이다(완전 담금질).
      강철이 갖는 C%와 담금질 경도는 비례하고, C%가 많으면 담금질 경도는 높다.
      따라서 C%의 양에 따라 100% 마르텐사이트의 담금질된 경도를 알 수 있고 바꾸어 말하면
      담금질 된 경도를 계측해 그 값에 의해 마르텐사이트화된 양(%)를 구할 수 있다. 물론
      100%는 이상치이고 Ms-Mf 구역안에서 Mf가 상온이하인 경우는 담금질한 후 서브제로처리
      등의 공정을 더하지 않으면, 100% 달성할 수 없는 일도 있을 수 있다.
      (Ms - Martensite start, Mf - Martensite finish)

주의점 : 마르텐사이트 변태는 온도 의존성이 있다는 점을 인식해야 한다.
        열처리를 하고 있는 사람은 항상 담금질 작업에 있어서 완전 담금질을 목표로 한 작업을
        하지 않으면 안된다. 그를 위해서는 개개의 조건을 확실하고 뚜렷하게 한 후에 소정의 담
        금질이 가능한 셈이지만, 뜨임에 의해 조정하는 일이 없도록 과정으로서의 작업관리에 노
        력하지 않으면 안된다

참고 : 대화기전의 조질처리 경도는 HRc22 ~ 25이다
05. 순철의 Fe-C 상태도
 
 
순철에는 α, r ,δ의 3동소체가 있으며 이것은 역시 C를 용해 하며 α, r ,δ의 고용체를 만든다. α고용체는 723℃에서 0.025%C를 r 고용체는 1130℃에서 2.0% δ고용체는 1490℃에서 0.1%의 C를 용해한다.
 
 
참고 자료 및 출처 - ㈜삼성 열처리 - http://blog.daum.net/boho3/8123629
  
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