열처리기술 열처리작업방법1

-구상화 소둔(SPHEROIDIZING ANNEALING)

구상화 소둔은 과공석강(HIPER EUTECTOID STEEL)의 기계 가공성을 향상시키고 또 소입 변형을 방지하기 위한 예비 처리로 실시하며, 소입후의 강인성을 증가시키고 소입 균열을 방지하기 위해서는  망상 탄수화물을 구상화 처리 하는 것이 안전하다. 전자의 목적는 구상  탄화물을 가급적 크게 하고 또 후자의 목적에는 일반적으로 미세하고 균일한 구상화 탄화물을 만들어야 한다. 완전 소둔을 한 것은 조대한 망상 탄화물을 가지고 있으므로 구상화 하는데 많은 시간이 걸리며 소입한 것은 가장 쉽게 구상화 된다. 다음에 설명하는 소준 처리한 것은 이의 중간쯤에 해당된다. 따라서 단조 또는 압연후 서냥한 경우는 구상화 소둔하기 전에 소준 처리를 할 때가 있다. 냉간 가공한 판 또는 선과 같이 소성 변형을 심하게 받은 것은 아주 쉽게 구상화 되기 때문에 재결정(RECRYSTALLIZATION)온도 이상 700도 이하의 온도에서 비교적 짧은 시간으로 그 목적을 달성할수 있다.

 

-항온소둔

S-곡선또는 T.T.T 곡선의 NOSE 부근 또는 이보다 높은 온도에서 항온 유지를 하면 비교적 빨리 연화 소둔의 목적을 달성할 수 있다. 이와 같은 항온 변태 처리에 의한 소둔을 항온 소둔이라고 부르고 있다. 이 경우에 소둔 온도로 가열한 강을 

S-곡선 "코(NOSE)"부근 온도 (600~650도)에서 항온 변태를 시켜 변태가끝난 후 로에서 취출하여 공냉 또는 수냉을 하면 된다.항온 소둔을 이용 하면 소둔을 짧은 시간으로 끝낼 수 있는 장점이 있고, 도 로의 생산성도 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 이런 작업성의 측면에서 순환 소둔이라고 부를 때도 있다. 이방법이 공구강 및 자경성이 강한 특수강을 연화 소둔 하는데 가장 적합한것이라고 할수 있다.

 

-중간 소둔

얇은 판 또는 선재를 제조할 때 냉간 가공을 쉽게 할 수 있게 하고 재료를 파손시키지 않게 하기 위하여 경화된 재료의 연화를 위한 소둔을 중간소둔이라고 말하며 A1점  직하에서 실시하는데, 이 점은 후술하는 응력제거 소둔과 같다. 보통 띠강을 연속 냉간 압연 할때는 가공경화 현상이 발생하므로 후속 압연 공정을 위한 중간 소둔을 해야 하는데, 600~680도에서 

2-5hr 동안 가열한 다음 로내 냉각을 한다. 중간 소둔 및 응력제거 소둔은 완전소둔에 비하여 비교적 저온에서 실시되기 때문에 이를 저온 소둔이라고 부를때도 있다.

-응력제거 소둔

금속 재료의 잔류응력을 제거하기 위하여 적당한 온도에 적당한 시간 동안 유지한 후에 냉각하는 작업을 말하며, 주조, 

단조, 소입, 소려, 소준, 기계가공, 냉간가공 및 용접등을 한 후에 존재하는 잔류응력을 제거하는데에 사용한다. 보통 500~600도로 가열하여 적당한 시간 유지한후에 서냉 한다.그 이유는 A1점을 넘으면 변태를 하기 때문에 응력이 생길 수 있으며 응력이 제거되기 시작하는 온도가 450도 부터 이므로 적당한 온도는 500~600도 라고 할 수 있다.

응력제거에 의해서는 조직상의 변화는 일어나지 않지만 제품을  사용하고 있을 동안의 응력에 의한 사고가 감소된다. 

이 종류의 소둔은 A1 변태점 이하에서 실시하기 때문에 저온 소둔이라고 부르기도 한다.

 

-재결정(RECRYSTALLIZATION)소둔

냉각 가공을 한 강을 600도 부근에서 가열하면 먼저 응력이 감소되고 재결정이 일어난다. 이것을 일반적으로 재결정 소둔이라고 부르고 있다.

재결정 현상의 특징을 설명하면 다음과 같다.

1.소성 변형을 일으키지 않으면 결정 입자의 크기는 변화하지 않는다.

2.일정한 온도 이상이 아니면 입자의 크기는  변화하지 않는다. 이 온도를 재결정 온도라고 부른다.

3.입자의 크기에 변화를  일으키는 데에 필요한 온도는 소성변형 량에 관계하며 변형이 크면 낮은 온도, 변형이 작으면 

점차로 고온을 필요로 한다.

4.입자의 크기는 변형량과 소둔 온도에 관계된다.

 

-확산(DIFFUSION)소둔

Fe-C 상태도의 고상선과 액상선의 큰 온도 차이에 의해 주괴(INCOT) 결정 내에는 C, P, 및 S의 편석(SEGREGATION)이 일어난다. 따라서 주조한 시편을 파괴해 보면 결정입계를 따라 파괴되는 것이 많으나. 이를 고온에서 확산시켜 깨보면 파면은 결정입계를 지나지 않고 입자 안을 지나게 된다. 이를 각각 입계 파괴, 입내 파괴라고 한다.

확산소둔은 특히 유화물의 편석을 제거  하는데 큰 효과가 크다. Ni강에 있어서 망상으로 석출한 유화물은 적열취성을 원인이 된다. 이것을 방지하기 위해서는 1100~1150도로 확산 소둔을 한다.

특수강 주물을 1100~1200도로 오랫동안 유지하여 확산을 일으키면 수지상 조직을 발달에 기인한 연신율 부족이 개량 

된다. 보다 재료를 개선 시키기 위해 확산 소둔을 한 다음 일반 소둔을 실시하기도 한다. 이와 같이 확산을 목적으로 한 소둔을 안정화소둔 또는 균질화소둔 이라고 부를 때도 있다.

 

-소준

소준이라는 것은 Ac3점 또는 Acm점 이상 약 40~60도 온도로 가열하여 균일한 오스테나이트로한 후에 바람이 없는 공기 중에서 냉각하는 작업을 말하며 다음과 같은 목적을 달성하기 위하여 실시한다.

1.주조 또는 단조를 한 제품에 대하여 가열 때문에 조대화된 조직을 미세하게 하여 성질을 개량하는 것을 목적으로 하거나, 응고속도 또는 가공도의 불균일일로 인한 조직의 차이 및 내부응력을 해소하여 균질한 상태로 하는 것을 목적이다.

2.저탄소강의 기계 가공성을 향상시켜 가공면 조도를 양호하게 하거나 결정입도의 조정, 변형 발생의 방지등을 목적이다.

 

대형단조품의 중심 부분에는 과열조직이 그대로 남아 있게 되어 충격치(IMPACT VALUE)가 극히 저하 되는 경우가 있는데, 이러한 조직을 소준 처리하여 페라이트와 퍼라이트가 혼합된 미세조직으로 변화시킬 수 있다. 한번의 소준으로서 중심까지 충분히 미세화 되지 않는 극히 대형의 단조품에 대해서는 두번 이상의 소준처리를  반복하면 효과가 있다.