소입과 소입 작업의 정의

-소입이란 무엇인가

강의 소입(QUENCHING)이라는 것으 강을 임계온도(CRITICAL TEMPERAUERE)이상의 온도로 부터 물, 기름 등에 급냉시켜 오스테나이트(AUSTENITE) 조직을 마르텐사이트로 만드는 작업을 말하며 열처리작업에 있어서 가장 중요한 부분의 하나이다.

 

1)마르텐사이트 변태

강의 소입 할 경우 아공석강은 AC3점 이상의 온도로 가열하여 균일한 오스테나이트와 여기에 미용해 탄화물이 잔존하고 있는 조직으로 만든 다음 수냉, 유냉, 그밖의 적당한 방법으러 급냉하면 극히 경도가 큰 마르텐사이트를 주체로 한 조직이 된다.탄화물또는 금속간화합물을 고온으로 가열하여 완전히 오스테나이트 속에 고용시켜 균일한 오스테나이트 조직을 얻기위한 작업을 고용화처리라 부른다.

 

-냉각제의 냉각능

강재를 냉매속에 넣었을 때의 그 냉각과정은 제1단계로 강의 표면을 냉각제에서 발생한 증기의 막이 덮고, 이 막을 통하여 냉각이 일어나게 된다. 따라서 이 때의 냉각속도는 크지 않다.

제2단계는 증기 막이 ㅈ파괴되고 강의 표면에 차츰 기포가 생기면서 떨어져 나간다. 따라서 액이 증발하여 잠열을 빼앗기고 심한 대류가 일어나기 때문에 이 단계에서 가장 급격한 온도 강하가 일어난다. 강의 온도가 내려가면 기포의 생성이 중지되고 대류와 열전도만에 의한 냉각이 일어 난다. 따라서 또 다시 냉난속도가 떨어진다.

 

-소입(QUENCHING)작업

소입의 목적은 강화에 있으며 가열온도는 변태점보다 약 50도 정도 더 높은 온도이다. 소입작업의 요령은 임계구역 Ar점 만은 빨리 지나가게 급냉하고 CRACK이 발생할 수 있는 위험구역인 마르텐사이트 벼태 개시점(MS)에서 변태 완료점(Mf)까지를 서냉해 주는 것이다.

여기서 임계구역이라고 하는 것은 소입 온도로 부터 마르텐사이트 생선 개시점까지의 온도범위 또는 베이나이트 변태점까지의 온도 범위를 말한다.

 

퍼라이트 또는 베이나이트가 나오지 않는 냉각속도로 상부임계 냉각속도 및 하부 임계냉각속도(또는 임계냉각속도)로 나눈다. 따라서 임계 냉각속도는 마르텐사이트 또는 혼합 조직이 나타나지 않는 최소냉각속도를 의미하고 있다.위험구역은 마르텐사이트 변태가 생기는 온도범위이며 Ms라는 기호로 표시한다.

 

1)인상소입

소입 작업에 있어서의 고온 구역은 빨리 냉각하고 마르텐사이트 변태구역은 서서히 냉각하여야 하므로 작업 도중에 냉각속도를 변화시켜 주어야 한다. 이 냉각속도의 변환을 냉각 시간으로 조정하는 작업을 시간 소입이라고 한다. 

즉 처음에 물로 급냉시키고 적당한 시간이 지난후에 인상하여 유냉하거나 또는 공냉해 준다.따라서 이 작업을 인상 소입이라고 보통 부른다. 이 작업의 요점은 인상하는 시기를 정확히 택하는 점이다.

 

2)마르퀜칭(MARQUENCHING)과 마르템퍼링(MARTEMPERING)

마르궨칭은 마르템퍼링(MARTEMPERING)과 같은 종류의 열처리이며 일종의 중단 소입(INTERUPTEDQUENCHING)이다.이 때의 조직은 마르텐사이트이며 마르궨칭한 후에 소려처리를 하여야 사용하는 것이 보통이다.

이 방법의 특징은 Ms점 직상에서 냉각을 중지하고 제품의 안과 밖의 온도를 같게 한 다음 마르텐사이트 변태 구역을 서서히 냉각하는 데에 있다. 이와 같이 하면 제품의 안과 밖이 동시에 서서히 마르텐사이트로 변화하기 때문에 균열이나 변형이 적은 열처리가 가능하다. "깨어지지 않고 구부러지지도 않는 딱딱한"제품을 열처리 하는데 가장 적합한 방법이다. 물론 이때 얻는 조직은 마르텐사이트이며 목적에 따라 소려 온도를 결정하여 처리하면 적당한 경도 및 강도를 갖는 제품을 만들수 있다.

 

3)Ms  소입

소입후 발생되는 잔류오스테나이트를 줄이기 위해서는 마르텐사이트 변태를 신속히 하여야 하나 과도하게 급냉 처리하면 변형 균열이 발생하므로 소입 균열 또는 변형을 적게 일으키고 Ms_Mf 구역을 급냉하여 잔류 AUSTENITE를 작게 해주는 방법으로 Ms 소입이 있다. Ms 소입은 얼핏보아 마르퀜칭과 비슷하지만 그 차이가 있다.

마르퀜칭에 있어서는 Ms점 직상의 온도에서 제품 안팎의 온도를 동일하게 한 후 서냉하는 데 비해 Ms 소입은 Ms점 직상의 온도에서 균일한 온도로 한 후에 급냉하는 것이다.

 

4)마르템퍼링(MARTEMPERING)

마르템퍼링(MARTEMPRTING)은 마르텐사이트 변태 규역(Ms->Mf 구역)내에 있어서의 항온처리(ISOTHERMAL TREATEMENT)이다.

 

5)오스템퍼링(AUSTEMPERING)

오스템퍼링(AUSTEMPERING)이라는 것은 고온의 온도로 유지하는 열욕에 소입하여 과냉 오스테나이트의 변태가 완료할 때까지 항온에 유지해주는 방법이다.마르텐사이트 변태개시점에 가까운 오스템퍼링을 하면 경도가 높고 인성이 있는 하부

베어나이트(침상)가 되고, 노즈 부근에서 오스템퍼링을 하면 경도가 낮은 상태 베어나이트를 얻을 수 있다. 열욕에 소입만으로도 일반 소입 및 소려한 것과 같은 결과를 얻을수 있어 TEMPER란 용어가 붙어 있다. 오스템퍼링 한 것은 일반적으로 소려할 필요가 없고 그대로 사용할 수 있다.

 

6)스렉퀜칭(SLACK QUENCHING)

소입한 제품은 처리후 목적에 따라 적한한 소려를 해준다. 마르텐사이트를 소려해 주어야 비로서 사용 목적에 맞는 강인한 제품이 되고 열처리의 진가가 발휘되지만, 그러나 이렇게 작업을 하면 소입 소려의 두가지 작업을 해주어야 한다. 이것을 피하기 위하여 한 번의 작업으로 소요의 경도를 얻는 것이 스렉퀜칭이다.