열처리 예비리포트

소개글

열처리 예비리포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1 열처리의 목적

2. 어닐링 (Annealing)

3. 경화 처리

4. 템퍼링 (TEMPERING)

5. 노멀라이징

6. 표면경화

7. 퀜 칭

8. 열처리로

9. sm20c의 성질

본문내용

재결정이 일어나기 위해서 변형은 약20%이상 감소해야 하지만 구체적인 것은 강 의 화학성분에 따라 상당히 좌우된다. 그림 5.10은 압축시 변형량과 어닐링시의 유지시간 이, En14A 저합금강의 경도에 미치는 영향을 나타내고 있다.
그림 5.10 압축시 변형된 En 14A강의 경도에 미치는 680℃에서의 구상화 시간의 영향
일반적으로 재결정 어닐링시에 필요한 유지시간은 650℃에서 1/2～1시간이다. 연속 어닐 링시에 요구되는 시간은 이 보다 더욱 단축될 수 있지만, 그러한 경우에는 고온이 사용되 어야 하며 최소단면감소율에 대한 엄격한 규정이 필요하다.
그림 5.11은 냉간가공에 의하여 20% 감소한 저탄소강의 현미경조직을 나타내고 있다. 이 감소율은 다음의 어닐링 처리시 재결정이 개시되는 데 필요한 양이며 어닐링처리는 750℃ 에서 10초 동안 유도가열에 의해 이루어진 것이다. 이 처리후의 현미경 조직을 그림 5.12
그림 5.11 냉간가공에 의해 20% 단면감소된 0.05% 함량의 저탄소강, 경도 135HV (200×)
에 나타낸다.
그림 5.12 냉간가공에 의해 20% 감소된 0.05%C의 저탄소강을 750℃에서 10초동 안 어닐링한 조직, 경도 75HV (200×)
냉간가공도를 약 4%정도 감소시킨 저탄소강은직하에서 어닐링했을 때 지나친 결정 립성장이 나타날 수 있다.
재결정용 어닐링은 냉간압연한 저탄소강판이나 띠강에 주로 사용된다. 18/8 스테인리스강 이나 13%망간강 (해드필드강)과 같은 오스테나이트계 강들은 비슷한 방법으로 냉간가공한 후 어닐링시 재결저이 된다. 이러한 강의 재결정온도는 탄소강과 저합금강의 경우 보다 높 다. 열간가공시 생성되는 결정립 변형은 재결정에 의해 일어난다. 이것은 압연 작업 중에 일어나고 단조시에는 단조타격이 가해지는 사이나 통과하는 사이에 일어난다.
4) 응력제거 어닐링
강을 기계가공 하거나 소성변형 했을 때 냉간가공된 표면에서 응력이 유발된다. 이러한 응력은 경도를 증가시키고 계속해서 냉간가공을 실시하기 어렵게 만든다 .더욱이 이것은 다음의 열처리 작업시 강에 비틀림이 일어나게 하는 원인이 되기 때문에 응력을 감소시키 거나 제거해야 하는데, 이것은 1～2시간 응력 제거 어닐링하면 어느 정도 목적이 달성된 다. 탄소강과 저합금강에 대해서는 550～650℃의 온도가 필요하며, 열간가공강과 고속도 강에 대해서는 650～750℃가 필요하다. 이러한 처리에 의해 어떠한 상변화가 초래되는 것 은 아니지만 재결정은 일어날 수 있다. 냉각시 열응력이 유발되지 않도록 하기 위해서는 부품을 약 500℃까지는 로에서 서서히 냉각시키고, 그 이후에는 로에서 꺼내어 공기중에 서 공랭해도 된다.
잔류응력이 대단히 적은 것이 요구되는 대형공구나 기계부품은 응력 제거할 때 초기의 냉 각속도가 대단히 느려야 된다. 온도가 내려감에 따라 냉각속도를 증가시킬 수 있지만, 약 300℃의 온도에 도달할 때 처음으로 공기 속에서 꺼내어 냉각할 수 있다. 초기 서냉이 중요한 이유는 강이 최고 온도에 도달되어 있을 때 항복점이 낮고 표면과 중심부 사이에 온도 차이가 너무 크게 존재하면, 그 때 일어나는 열응력이 항복응력을 초과할 수 있기 때 문이다.
만약 열응력 때문에 영구 변형이 나타나면 실온까지 냉각한 후 새로운 응력이 남게 된다.
경화해서 템퍼링한 강은 템퍼링시에 사용되는 온도보다 약 25℃이하에서 응력제거해도 된다. 열처리 할 공구와 기계부품들은 응력 제거시에 초래될 수 있는 약간의 굽힘이 나타 날 때 교정할 수 있도록 충분한 기계가공 여유를 남겨 두어야 한다. 내부응력은 급격하거 나 불균일한 냉각이 동시에 가해졌거나 심한 교정작업이 가해진 단조품에 대해서도 응력제 거처리를 해야 한다. 어떤 경우에는 주조품이나 용접품, 특히 합금강의 주조제품이나 용접 제품은 노오멀라이징 처리 후 응력제거처리를 하도록 규정하고 있다.
내부응력이 매우 적은 것이 요구되면 어닐링처리는 온도 범위 중 상한 부근에서 실시해야 한다. 그러나 유감스럽게도 이것은 어떤 경우에나 실시할 수 있는 것은 아닌데, 왜냐하면 고온을 사용하면 허용할 수 고온을 정도의 표면사화를 일으키거나 경화하고 템퍼링한 강을 너무 지나치게 연화시키기 때문이다. 이러한 경우보다 낮은 응력제거 온도를 선정할 필요 가 있지만, 온도가 높은 만큼 무산화 표면이 얻어질 수 없다. 그러나 그 때 어느 정도의 잔류응력은 허용된다.
5) 등온 어닐링
이 처리를 실시하기 위해서는 우선 두 개의 상이한 온도에서 강을 가열한다.이상의 적당한 온도에서 오스테나이트화 처리해서 이하의 변태온도까지 급격히 강하시킨다. 변태가 완료되고 나면 강을 실온까지 공랭시킨다. 앞의 그림 5.6에 하나의 등온어닐링 곡 선을 나타냈다. 일반 머플로에서 이러한 열처리를 실시하는 것은 사실상 어려운데, 글 것 은 로의 열용량이 커서 급격한 온도강화를 수용할 수 없기 때문이다. 대신에 두 개의 머플 로를 사용하거나 한 번에 장입물 중 비교적 적은 부분만이 노출될 수 있는, 각 부분의 온 도가 서로 다른 연속로를 사용하면 된다. 등온어닐링에 사용되는 처리시간은 일반적인 완 전어닐링시에 걸리는 시간에 비하여 뚜렷이 단축시킬 수 있다.
BS637M17강과 같은 합금 표면경화강은 등온 어닐링 처리를 하는 경우가 고 오스테나이 트화는 다음에 침탄할 때 사용되는 온도보다 다소 높은 온도인 930～940℃에서 실시한다. 이러한 처리는 실제 침탄시에 일어날 수 있는 비틀림을 감소시키는 것이 목적이다. 변태는 610～680℃에서 시작하며, 완료하는데 2～4시간 걸린다.
얻어지는 조직은 대다수의 기계가공작업에 매우 적당한 페라이트와 펄라이트로 이루어진 다.
등온 어닐링은 여러 가지 단계적인 강제조 공정 중에 사용되기도 한다. 합금강의 잉고트 와 압여빌레트는 실온까지 공랭시키면, 중심부가 마르텐사이트로 변할 때 균열이 발생하기 쉽다. 이렇게 되면 그 때 이미 변태한 표면층에서 인장응력이 발생한다. 따라서 온괴나 온 빌레트는 중심부에서 펄라이트변태가 일어나도록 약 700℃ 등온어닐링로 속에 높아 두어 야 한다. 이렇게 하여 변태가 완료된 후 강은 실온까지 공랭시킨다.
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