열처리 (熱處理) 란 ?
열처리란 요구하는 성질을 부여하기위한 목적을 위해 고체에 가열과 냉각의 조작을 수행하는 작업을 말하며 넓은 의미로 열 간의 형성 가공 을 위한 가열을 뜻하나 일반적으로는 조질을 목적으로 하는 가열과 냉각을 말한다.
ݐ?열처리의 목적
경도(硬度) 또는 인장력을 증가시키기 위한 목적 | 소입 ( QUENCHING ) | 조직을 연(軟)한 것으로 변화 시키던가 또는 기계가공에 적당한 상태로 하기위한 목적 | 소둔 ( ANNEALING ) | 조직을 세분화하고 방향성을 적게 하고 균일상태로 만들기위한 목적 | 소준 ( NORMALING ) | 냉간가공의 영향을 제거할 목적 | 중간소둔 | 마크로 반응력을 제거하고 미리 기계 가공에 의한 제품의 비틀림 발생 또는 사용 중의 파손을 방지하기위한 목적 | 변형제거 소둔 | 조직을 안정화시킬 목적 | 소둔, 소려( TEMPERING) | 내식성을 개선할 목적 | STAINLESS 강의 소입 | 자성을 향상시키기 위한 목적 | 소둔 | 표면을 경화시키기 위한 목적 | 고주파소입 등 | 기타 | 고 망간강의 소입 외 |
ݐ?강의 일반 열처리의 종류
1. 소둔 ( 燒 鈍 ) : ANNEALING : 풀림
소둔이란 조작과 목적이 다른 여러 가지 종류의 열처리를 표현하는데 사용되는 폭넓은 말로써 물질의 내부응력을 제거한다던지, 경화시킨다던지 결정립을 세분화 하는 목적으로 하는 열처리 방법이며 종류는 다음과 같다.
소둔의 종류 | 전 문 용 어 | 용 어 설 명 | 완전 소둔 | Full Annealing | 철강을 AC3 점 또는 AC1점 이상의 온도로 가열하고 그 온 도에 충분한 시간유지를 한후 서냉하여 연화하는 조작법 | 연화 소둔 | Softening | 이미 열처리가 되어있거나, 경화되어 있는 것을 기계가 가공할 수 있도록 AC1 점 부근의 온도로 가열하는 조작법 | 구상화 소둔 | Spherodizing | 기계적 성질을 개선할 목적으로 철강중의 탄화물을 구상화 하는 조작법 | 응력제법 소둔 | Stress Relieving | 철강을 변태점이하의 적당한 온도로 가열 유지하여 주조 외 기타열처리로 생긴 잔류응력을 제거하는 조작법 | 저온 소둔 | Low Temp. Annealing | 내부응력의 저감 또는 연화를 목적으로 AC1 이하의 온도에 서 처리하는 조작법 | 확산 소둔 | Diffusion Annealing | 강을 균질화 하기위해 AC3점 이상의 온도로 가열하는 조작법 | 상형 소둔 | Box Annealing | 풀림시의 표면산화를 방지하기위해 강을 밀폐된 용기 속에 넣어 분위기가스와 함께 가열하는 조작법 | 중간 소둔 | Process Annealing | 냉각가공으로 경화한 강을 연화하고, 다시 냉각 가공을 쉽게 할 목적으로 재결정 온도 이하에서 가열하는 조작법 | 가단화 소둔 | Malleablizing | 백철의 화합탄소 전부 또는 일부를 장시간의 가열에 의해 흑연화하고 또는 표면에서 탈탄시켜 끈끈한 주철을 얻기 위 한 조작법 | 흑연화 소둔 | Graphiteizing | 강의 탄소성분을 흑연으로 변화시키기 위한 조작법 |
2. 소준 ( 燒 準 ) : NORMALIZING : 불림
소준 이란 물질을 표준상태, 즉 물질 본연의 자세로 하기 위한 열처리 방법으로 한마디로 강(鋼)을 연(軟)하지도 않고 경(硬)하지도 않게 적당한 강도를 지니게 하는 조작이다.
소준의 종류 | 전 문 용 어 | 용 어 설 명 | 보통 소준 | Normal Normalizing | 온도를 AC3 및 Acm점보다 30 - 50 ℃ 높게 가열하여 공 냉 시키는 조작법 | 이단 소준 | Stepped Normalizing | 온도를 오스테나이트 화 온도보다 30에서 50 ℃ 높은 온도로 가열하고 임계구역까지 공냉한 후 다시 서 냉 하는 조작법 | 항온 소준 | | 강을 오스테나이트 화 온도로부터 50 ℃ 정도 높은 온도로 가 열하고 등온처리한 후 약 550 ℃ 에 해당하는 염욕 (SALT BATH)에 투입하고 항온을 유지시켜 변태 완료한 후에 다시 공 냉 또는 수 냉 하는 조작법 |
3. 소입 ( 燒 入 ) : QUENCHING : 담금질
소입은 강을 경하게 또는 강하게 만드는 열처리 조작이다 .
소입의 종류 | 전 문 용 어 | 용 어 설 명 | 수(중)소입 | Water Quenching | 냉각제에 물을 사용하여 처리하는 담금질 | 유(중)소입 | Oil Quenching | 냉각제에 기름을 사용하여 처리하는 담금질 | 분무 소입 | Fog Quenching | 무상의 냉각 중에서 행하는 담금질 | 프레스 소입 | Press Quenching | 프레스 한 상태에서 행하는 담금질 | 분사 소입 | Spray Quenching | 냉각제를 분사하여 행하는 담금질 | 부분 소입 | Selective Quenching | 국부적으로 하는 담금질 | 서브제로처리 | Subzero Cooling | 강을 0 ℃ 이하의 저온도로 냉각하는 조작법 | 마르퀜칭 | Mar-Quenching | 강의 왜곡발생과 담금질균열을 막고 적당한 담금질조직을 얻기 위하여 마르텐사이트 생성 온도의 상부온도로 유지한 냉각재 중에 소입하여 각부가 그 온도가 되기까지 유지한 후 서냉하는 조작법 | 기 타 | | 역풍소입( Air Blast Quenching) 광휘소입, 전해소입, 고 주파소입 등이 있다 |
4. 소려 ( 燒 戾 ) : TEMPERING : 뜨임
소려는 소입 또는 소준 처리한 강의 경도를 감소시키고 점성을 증가시키기 위해 변태점 이하의 온도로 가열 한 후 적당한 연도로 냉각시키는 조작법을 말 한다 .
소려의 종류 | 용 어 설 명 | 보통뜨임 | 담금질한 강을 변태점이하로 가열한 후 냉각하는 조작 | 반복뜨임 | 1회의뜨임으로 충분하지 않은 경우 반복하는 조작 | 점성뜨임 | 점성과 내마모성을 주기위하여 100-200 ℃로 저온 뜨임하는 조작 | 스프링뜨임 | 스프링같이 강인성과 탄성을 주기 위하여 400 -500 ℃ 로 뜨임하는 조작 | 고속뜨임 | 담금질 후 500-600 ℃ 로 뜨임하는 조작 | 프레스 템퍼 | 담금질한 탄소강을 가열하면서 프레스 하는 조작 |
5. 표면경화 열처리
- 침탄 ( 浸炭 ) : CARBURIZING
강의 표면층 탄소량을 증가시키기 위해 침탄 재 중에서 가열처리하는 조작.
침탄재의 종류에 따라 고체침탄, 액체침탄, 가스침탄으로 나눈다.
- 침탄침질 (浸炭浸窒) : RE-CARBURIZATION
강의 표면층에 탄소 및 질소를 동시에 확산시키는 조작. 일명 침탄질화라고도 불 리우며 처리 방법에는 침탄가스에 암모니아를 첨가하여 하는 가스침탄침질 및 청산염을 향유하는 염욕중에서 행하는 액체침탄침질이 있다.
- 질화 ( 窒化 ) : NITRIDING
철강의 표면층에 질소를 확산시켜 표면층을 경화하는 조작.
- 침규 ( 浸硅 ) : SILICONIZING
규소를 강의 표면에 확산시켜 내식성 피막을 만드는 조작.
- 시멘테이션 : CEMENTATION
금속재료의 표면층의 경도 또는 내열내직성의 향상을 위해, 고온 하에서 각종 매제를 통해 다른 원소를 표면에 확산 시키는 조작.
- 갈바나이징 : GALVANIZING
강의 내식성을 증가하기위해 용융 아연 욕에 침지하여 강의 표면을 아연으로 피복하는 조작.
- 칼로라이징 : CALORIZING
강의 내열성 및 내식성을 증가하기 위하여 분말 알루미늄 또는 이것을 함유하는 금속 혼합분말 중에서 강을 가열하여 그 표면에 알루미늄을 확산 시키는 조작.
- 크로마이징 : CHROMIZING
강의 내식성을 증가하기위해서, 고온에서 강의 표면에 크롬을 확산시키는 조작.
- 침유 : SULPAURIZING
강의 마찰계수를 저하시키기 위해 그 표면에 유황을 확산 시키는 조작.
- 쉐라다이징 : SHERADIZING
분말아연 또는 이것을 함유한 혼합분말 중에서 강을 가열하여 그 표면에 아연을 확산시켜 내식성 피막을 만드는 조작.
6. 특수 열처리
- 항온풀림 ( AUSANNEALING )
짧은 시간에 연화풀림을 하기위해 S 곡선의 코 또는 그이상의 온도 ( 600 - 700 ℃ )에서 행하는 조작. 공구강 및 특수강 기타 자경성이 강한 고속도강등에 주로 적용한다.
- 오스템퍼 ( AUSTEMPERING )
오스테나이트 항온 변태처리를 일컷는 말로 오스테나이트 상태에서 Ar' 와 Ar의 중간염욕에 담금질하여 강인한 하부 베이나이트로 만드는 조작
- 마르퀜칭 ( MARQUENCHING )
오스테나이트 구역에서 Ms점 직상의 염욕에 담금질하여 가의 내외가 동일한 온도가 되도록 항온을 유지한 후 다시 공냉하여 Ar" 변태가 천천히 진행되도록 하는 조작
- 마르템퍼 ( MARTEMPERING )
Ar" 구역 중에서 Ms와 Mf 점 사이에서 항온 처리하는 조작으로 열욕의 온도는 100 - 200 ℃ 로 변태 완료시까지 등온 유지한 후 공기 중에서 냉각하는 것을 기본으로 한다.
- 페이텐팅 ( PATENTING )
오스템퍼 열처리 온도의 상한에서 미세한 SORBITE 조직을 얻기위해 오스테나이트 가열온도로부터 500-550 ℃ 의 용융 납 ( Pb )의 욕 중에서 항온 유지시킨 후 공냉 시키는 조작법
- 베이나이트 열처리 ( BAINITE TREATMENT )
고속도강에 베이나이트 조직을 생성시켜 강하고 부드러운 성질을 부여하기 위한 열처리
7. 기 타
- AUSTENITIZING
거의 모든 열처리의 맨처음 단계로 철을 어느 온도에서 충분히 가열하여 조직을 AUSTINITE 로 변형시켜 모든 탄소결합을 없애는 조작법
- 단 조 ( 鍛造 ) : FORGING
고체인 금속재료를 두둘기거나 가압하는 기계적 방법으로 일정한 모양을 만드는 조작을 단조라 하며 녹는점이 높은 금속재료에서 재결정이 진행되는 온도를 경계로 하여 그 이상의 온도에서 단조 하는 것을 열간 단조 ( 熱間鍛造 ) 그보다 낮은 온도에서 단조 하는 것을 냉간 단조( 冷間鍛造 )라 한다.
- 시 효 : AGEING
급냉 또는 냉간가공 후 시간의 경과에 따라 강의 성질이 변화하는 현상을 말하며 담금질시효 또는 왜곡시효 등이 있다. 또한 실온에서 진행하는 시효를 실온 시효 ( NATURAL AGEING ), 실온이상의 적당한 온도로 가열 할 때의 시효를 인공시효 ( ARTIFICAL AGEING) 라고 한다.
8. 복합재료 및 요업관련 열처리
- 소결 ( 燒結 ) : SINTERING
분말체를 적당한 형상으로 가압 성형 한것을 녹는점에 가까운 온도로 가열하여 서로 접합이 이루어지거나 일부가 증착하여 연결되도록 하는 조작법
SINTERING ( 소결) 열처리 공법은 처음 녹기가 힘이든 TUNGSTEN에서 시작 되었으며 현재는 주로 복합재료 (금속과 세라믹스)에 상용 되어지는 조작법이다.
- 소성 ( 燒成 ) : FIRING
조합된 원료를 가열하여 경화성 물질을 만드는 조작을 말한다. 예로 도자기에서 초벌구이 이후의 열처리 작업을 소성 이라한다. 탄소제조 과정 에서는 분말원료와 결합체를 혼합 반죽 한뒤 생성하고 가열하여 일정한 모양의 소재를 만드는데 이러한 가열조작을 소성 이라고 한다. 일반적으로 요업 등 무기 화학 공업의 재료 과정에 주로 사용 되어지고 있다.
- 하소 ( 煆燒 ) : CALCINING
물질을 고온으로 가열하여 그 휘발성분의 일부 또는 전부를 제거하는 조작법
- 단결정성장 : SINGLE CRYSTAL GROWING
필요로하는 물리 화학적 고체재료를 얻기위해 고체-액체 및 고체-기체 상평형관계, 열 및 물질 전달 등을 이용하여 가공하기위한 적당한 크기의 결정을 얻는 공정
- 탈 지 ( 脫脂 ) : DEWAXING
혼합분말의 압분체가 일정한 형상을 유지 할 수 있도록 하기위해서 원료 혼합시 유기용제와함께 파라핀을 혼합한뒤 소결 ( SINTERING )을 통하여 파라핀을 제거하는 공정
- 메탈라이징 : METALLIZING
비금속재료 ( NON-METALLIC MATERIALS )의 표면에 금속을 접합 ( COATING ) 시키는 조작.
[출처 : 템프 ] 열처리 (熱處理) 란 ?
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Maker별 분류
