오늘 우리는 금속 재료의 가공 특성과 관련된 용어에 대한 포괄적인 개요를 공유하고 있습니다.
1. 주조성(성형성)
이는 주조 방법을 사용하여 적합한 주조물을 생산하는 금속 재료의 능력을 나타냅니다. 주조성은 주로 유동성, 수축, 편석을 포함합니다. 유동성은 용융 금속이 주형을 채우는 능력을 나타냅니다. 수축은 응고 중 부피 수축 정도를 나타냅니다. 편석이란 냉각 및 응고 과정에서 결정화 시기의 차이로 인해 금속 내부의 화학조성과 구조가 불균일해지는 것을 말한다.
2. 위조 가능성
이는 금속 재료가 압력 가공 중에 균열 없이 모양을 변경하는 능력을 나타냅니다. 여기에는 뜨겁거나 차가운 상태에서 단조, 압연, 연신 및 압출 공정을 수행하는 능력이 포함됩니다. 단조성의 품질은 주로 금속 재료의 화학적 조성과 관련이 있습니다.
3. 가공성 (Machinability, Machinability)
이는 절삭 공구를 사용하여 금속 재료를 적합한 공작물로 가공할 수 있는 용이성을 나타냅니다. 가공성은 일반적으로 가공된 피삭재의 표면 거칠기, 허용 절삭 속도, 공구 마모 정도에 따라 측정됩니다. 이는 금속 재료의 화학적 조성, 기계적 특성, 열전도도 및 가공 경화 정도와 같은 많은 요소와 관련이 있습니다. 경도와 인성은 일반적으로 가공성의 대략적인 지표로 사용됩니다. 일반적으로 금속 재료의 경도가 높을수록 절단이 더 어려워집니다. 경도가 높지 않아도 인성이 크면 절단이 어렵습니다.
4. 용접성(용접성)
이는 용접 공정에 대한 금속 재료의 적응성을 나타냅니다. 이는 주로 특정 용접 공정 조건에서 고품질의 용접 조인트를 쉽게 얻을 수 있음을 나타냅니다. 여기에는 두 가지 측면이 포함됩니다. 첫째, 접합 성능, 즉 특정 용접 공정 조건에서 용접 결함 형성에 대한 특정 금속의 민감도입니다. 둘째, 서비스 성능, 즉 특정 용접 공정 조건 하에서 서비스 요구 사항에 대한 특정 금속 용접 조인트의 적합성입니다.
5. 열처리
(1) 어닐링(Annealing) : 금속재료를 적당한 온도로 가열하여 일정시간 유지한 후 천천히 냉각시키는 열처리 공정을 말한다. 일반적인 어닐링 공정에는 재결정 어닐링, 응력-완화 어닐링, 구형화 어닐링, 완전 어닐링이 포함됩니다. 어닐링은 금속 재료의 경도를 낮추고, 가공이나 압력 가공을 용이하게 하기 위해 가소성을 향상시키며, 잔류 응력을 줄이고, 미세 구조 및 조성의 균질화를 개선하거나, 후속 열처리를 위해 미세 구조를 준비하는 것을 목표로 합니다.
(2) 노멀라이징(Normalizing) : 철강 또는 철강부품을 Ac3 또는 Acm(강철의 임계점 상한온도)보다 30도-50도 높은 온도로 가열하여 적절한 시간 동안 유지한 후 공기 중에서 냉각시키는 열처리 공정을 말한다. 노멀라이징의 목적은 주로 저탄소강의 기계적 성질을 향상시키고, 가공성을 향상시키며, 결정립을 미세화하고, 미세조직 결함을 제거하여 후속 열처리를 위한 미세조직을 준비하는 것입니다.
(3) 담금질(Quenching) : 철강부품을 Ac3 또는 Ac1(강의 하한임계점온도) 이상의 온도로 가열하여 일정시간 유지한 후 적절한 속도로 냉각하여 마르텐사이트(또는 베이나이트) 미세조직을 얻는 열처리 공정을 말한다. 일반적인 담금질 공정에는 염욕 담금질, 마르텐사이트 등급 담금질, 베이나이트 등온 담금질, 표면 담금질 및 국부 담금질이 포함됩니다. 담금질의 목적은 강철 부품에서 원하는 마르텐사이트 구조를 얻고, 가공물의 경도, 강도 및 내마모성을 향상시키고, 후속 열처리를 위해 미세 구조를 준비하는 것입니다.
(4) 템퍼링(Tempering) : 철강 부품을 경화시킨 후 Ac1 이하의 온도로 가열하고, 일정 시간 유지한 후 상온으로 냉각시키는 열처리 공정을 말한다. 일반적인 템퍼링 공정에는 저온-온도 템퍼링, 중-온도 템퍼링, 고온-온도 템퍼링 및 다중 템퍼링이 포함됩니다. 템퍼링의 목적은 주로 담금질 중에 발생하는 응력을 제거하여 강철 부품이 높은 경도와 내마모성, 필요한 가소성과 인성을 갖도록 하는 것입니다.
(5) 담금질 및 템퍼링: 철강 또는 철강 부품을 담금질 및 템퍼링하는 복합 열처리 공정을 말합니다. 담금질 및 템퍼링에 사용되는 강을 담금질 및 템퍼링 강이라고 합니다. 일반적으로 중-탄소 구조강과 중-탄소 합금 구조강을 의미합니다.
(6) 화학적 열처리: 금속 또는 합금 가공물을 특정 온도의 활성 매체에 넣고 하나 이상의 원소가 표면층에 침투하여 화학적 조성, 미세 구조 및 특성을 변화시키는 열처리 공정을 말합니다. 일반적인 화학적 열처리 공정에는 침탄, 질화, 탄질화, 알루미늄화, 붕소화 등이 포함됩니다. 화학적 열처리의 목적은 주로 철강 부품의 표면 경도, 내마모성, 내식성, 피로 강도 및 내산화성을 향상시키는 것입니다.
(7) 용체화처리 : 합금을 고온-온도의 단상역까지 가열하여 일정한 온도로 유지하여 잉여상이 고용체에 완전히 용해된 후 급랭하여 과포화 고용체를 얻는 열처리 공정을 말한다. 용체화 처리의 목적은 주로 강철 및 합금의 가소성 및 인성을 향상시키고 석출 경화를 준비하는 것입니다.
(8) 석출경화(석출강화) : 과포화 고용체 중의 용질 원자가 뭉치거나 석출되어 매트릭스 내부로 분산되어 경화되는 열처리 공정을 말한다. 예를 들어, 오스테나이트 석출{2}}경화 스테인리스강은 용체화 처리 또는 냉간 가공 후 400~500도 또는 700~800도에서 석출 경화 처리를 거쳐 매우 높은 강도를 얻을 수 있습니다. (9) 시효처리 : 용체화처리, 냉간소성변형, 주조, 단조 후 합금 가공물의 성질, 형상, 치수 등이 시간에 따라 변화된 후 이를 고온에 두거나 상온에서 유지시키는 열처리 공정을 말한다. 공작물을 더 높은 온도로 가열하고 장기간 시효 처리하는 것을 인공 시효 처리라고 합니다. 공작물을 실온이나 자연 조건에 장기간 방치하면 노화 현상을 자연 노화 처리라고합니다. 시효 처리의 목적은 공작물의 내부 응력을 제거하고 미세 구조와 치수를 안정화하며 기계적 특성을 향상시키는 것입니다.
(10) 담금질성 : 특정 조건에서 강의 담금질 깊이와 경도 분포를 결정하는 특성을 말한다. 강철의 경화성은 종종 경화층의 깊이로 표현됩니다. 경화층의 깊이가 클수록 강의 경화성은 좋아집니다. 강철의 경화성은 주로 화학적 조성, 특히 경화성, 입자 크기, 가열 온도 및 유지 시간을 증가시키는 합금 원소의 존재 여부에 따라 달라집니다. 경화성이 좋은 강철은 강철 부품의 전체 단면에 걸쳐 균일한 기계적 특성을 허용하며, 담금질 응력이 낮은 담금질제를 사용할 수 있어 변형 및 균열이 줄어듭니다.
(11) 임계 직경(Critical Hardenability Diameter): 임계 직경은 특정 매체에서 담금질한 후 코어가 완전한 마르텐사이트 또는 50% 마르텐사이트 조직을 얻는 강철의 최대 직경을 의미합니다. 일부 강의 임계 직경은 일반적으로 기름이나 물에서의 경화성 테스트를 통해 얻을 수 있습니다.
(12) 2차 경화: 일부 철-탄소 합금(예: 고속-강)은 경도를 더욱 높이기 위해 여러 번의 템퍼링 공정이 필요합니다. 이러한 경화 현상을 2차 경화라고 하며, 이는 특수 탄화물의 석출 및/또는 오스테나이트가 마르텐사이트 또는 베이나이트로 변태하는 데 참여함으로써 발생합니다.
(13) 템퍼 취성 : 특정 온도 범위 내에서 템퍼링을 한 후 또는 템퍼링 온도에서 해당 온도 범위까지 서냉한 후 담금질된 강철의 취성 현상을 말합니다. 템퍼 취성은 1차-형 템퍼 취성과 2차-형 템퍼 취성으로 나눌 수 있습니다. 비가역적 템퍼 취성으로도 알려진 첫 번째 유형의 템퍼 취성은 주로 250도에서 400도 사이의 템퍼링 온도에서 발생합니다. 재가열 후 취성은 사라지며, 이 범위 내에서 뜨임 처리를 반복해도 다시 취성이 발생하지 않습니다. 가역성 템퍼 취성으로도 알려진 두 번째 유형의 템퍼 취성은 400도에서 650도 사이의 온도에서 발생합니다. 재가열 후에는 취성이 사라지므로 온도를 급격하게 냉각시켜야 한다. 장기간 노출되거나 400도~650도 범위 내에서 천천히 냉각되면 촉매 재발이-발생합니다. 조질 취성의 발생은 강의 합금 원소와 관련이 있습니다. 예를 들어, 망간, 크롬, 실리콘, 니켈은 템퍼 취성을 유발하는 경향이 있는 반면, 몰리브덴과 텅스텐은 이러한 경향을 감소시키는 경향이 있습니다.
