열처리 공정 – 유형, 공정 및 용도

첫 번째 질문은 열처리 란 무엇입니까? 기계적 성질의 원하는 향상을 얻기 위해 제어된 열에서 금속을 가열 및 냉각하는 것입니다.

열처리의 목적

열처리는 금속의 기계적 성질, 연성, 강도, 인성을 높이기 위해 사용됩니다. 가공성을 높이는 데에도 사용됩니다.

일반적으로 냉간 가공에서는 내부 응력이 발생하여 이러한 내부 응력을 완화하기 위해 냉간 가공 후에 열처리가 수행됩니다. 또한 내식성 및 경도와 같은 특성을 향상시키는 데에도 사용됩니다.

금속을 열처리하려면 가열, 냉각 및 담금질과 관련된 각 변수를 의도적으로 제어할 수 있다는 목표를 가진 장비가 필요합니다. 예를 들어, 열처리로는 가열 챔버의 가스 혼합물을 기억하면서 온도를 제어할 수 있는 적절한 크기와 유형이어야 하며, 금속을 올바르게 냉각하려면 적절한 담금질 매체가 필요합니다.

열처리 과정

금속은 특정 온도로 가열되고 특정 기간 동안 그 온도를 유지합니다.

이때 재료는 온도에 따라 입자 구조를 재배열합니다.

그런 다음 재료는 원하는 특성 향상을 얻기 위해 특정 속도로 냉각됩니다.

열처리의 종류

열처리에는 5가지 종류가 있습니다.

• 가열 냉각
• 정규화
• 경화
• 템퍼링
• 케이스 강화

케이스 강화는 네 가지 방법으로 수행할 수 있습니다.

• 케이스 침탄
• 청산화
• 질화
• 화염경화

재료가 임계 온도 이상으로 가열되는 어닐링 및 정규화. 템퍼링은 임계 온도 이하에서 수행됩니다.

가열 냉각

어닐링에서는 재료를 임계 온도보다 섭씨 20도 이상 가열합니다. 그런 다음 해당 온도에서 약 1~2시간 동안 담가둔 다음 시간당 약 섭씨 100도의 속도로 매우 천천히 냉각합니다. 따라서 재료의 입자 구조가 재배열되고 냉각되는 동안 잔류 응력이 방출됩니다. 강철에서는 냉각이 끝나면 페라이트나 펄라이트가 생성됩니다.

어닐링의 목적

어닐링은 내부 응력을 완화하고 입자 구조를 개선하는 데 사용됩니다. 또한 연성, 인성 및 기계 가공성을 높이는 데에도 사용됩니다. 간단히 말해서 어닐링은 재료를 부드럽게 하는 데 사용됩니다.

정규화

표준화는 재료를 임계 온도보다 섭씨 40~50도 높게 하여 수행됩니다. 그런 다음 그 온도에서 15분 정도 차갑게 식힌 후 서서히 식혀줍니다.

내부 응력을 제거하고 재료 입자를 재구성하기 위해 냉간 가공 부품에 대해 표준화가 수행됩니다.

정규화의 목적

내부 응력을 제거하는 데 사용됩니다. 근력을 높이는 데에도 사용됩니다. 노멀라이징은 어닐링보다 높은 온도에서 수행되며 노멀라이징에서 얻은 연성은 다소 낮습니다.

경화

철을 임계온도 이상의 온도로 가열하는 과정입니다. 그런 다음 특정 시간 동안 해당 온도를 유지하고 매우 중요하게 담금질합니다.

담금질은 재료를 오일, 물 또는 폴리머 욕조에 직접 담그는 것입니다.

경화 목적

. 경도 증가

. 강도, 인성, 탄력성 향상

이름에서 알 수 있듯이 경화는 경도를 높이는 데 사용됩니다. 가열 온도와 담금질 속도에 따라 강도, 인성, 탄성과 같은 기계적 특성이 달라집니다.

템퍼링

템퍼링은 경화 후에 이루어집니다. 그러므로 우리는 그것을 경화 및 템퍼링이라고 부릅니다. 템퍼링은 경화 과정에서 급속 냉각으로 인해 발생하는 내부 응력을 해제하기 위해 수행됩니다. 템퍼링에서는 부품을 경화 온도보다 낮은 온도로 재가열하고 그 온도에서 일정 시간 동안 접은 후 천천히 냉각합니다.

템퍼링의 목적

템퍼링의 목적은 경화로 인해 발생하는 내부 응력을 줄이는 것입니다. 또한 연성, 인성 및 충격 저항을 복원하는 데에도 사용됩니다.

케이스 강화

표면경화라고도 합니다. 표면 경화는 표면을 경화시키는 데 사용됩니다.

케이스 침탄

침탄의 경우, 연강은 표면 주위에 숯이나 탄소가 있는 상태로 임계 온도 근처에서 가열됩니다. 이러한 고온에서 탄소는 철에 금속 용액을 형성하고 표면은 고탄소강이 됩니다. 고탄소강은 단단하고 내부에는 연강의 질긴 질감이 있습니다.

청산화

이 공정에서는 강철을 섭씨 800~900도 온도의 염화나트륨, 탄산나트륨, 시안화나트륨 용액에 담급니다. 그리고 담금질을 위해 냉욕에 담근다. 이 공정의 표면 경화는 균일하며 우수한 표면 조도를 얻을 수 있습니다.

질화

질화에서는 강철을 암모니아가 있는 상태에서 섭씨 500도 이상으로 가열합니다. 이는 표면에 질화물을 형성합니다. 질화물은 본질적으로 단단하여 표면의 경도를 증가시키는 형태입니다.

화염경화

이름에서 알 수 있듯이 표면은 화염에 의해 가열됩니다. 이 공정에서는 경화가 필요한 표면을 옥시아세틸렌 불꽃으로 가열하여 급냉시킵니다. 이 공정은 빠른 공정으로 완성된 소재의 일부만 경화할 수 있습니다. 이는 표면의 특정 부분을 경화시켜야 하는 경우 이 방법이 더 바람직하다는 것을 의미합니다.