금속 공작물이 필요한 작업 성능을 갖도록 하기 위해서는 종종 열처리 공정이 필수적입니다. 열처리 공정은 일반적으로 가열, 보온, 냉각의 3가지 공정을 포함한다. 다른 공정으로 인해 담금질, 템퍼링, 정규화 및 어닐링으로 나뉩니다. 차이점을 말할 수 있습니까?
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담금질이란 무엇입니까?
강의 담금질은 강철을 임계 온도 Ac3(hypoeutectoid steel) 또는 Ac1(hypereutectoid steel) 이상의 온도로 가열하고 일정 시간 동안 따뜻하게 유지하여 완전히 또는 부분적으로 오스테나이트화한 다음 냉각으로 냉각하는 것입니다. 임계 냉각 속도보다 큰 냉각 속도. 마텐자이트(또는 베이나이트) 변태를 위해 Ms 이하(또는 Ms 부근 등온)에서 급격하게 냉각하는 열처리 공정. 일반적으로 알루미늄 합금, 구리 합금, 티타늄 합금, 강화 유리 및 기타 재료의 고용체 처리 또는 급속 냉각 공정을 통한 열처리 공정을 담금질이라고합니다.
담금질의 목적:
1) 금속 제품 또는 부품의 기계적 성질을 향상시킵니다. 예: 공구, 베어링 등의 경도 및 내마모성 향상, 스프링의 탄성 한계 증가, 샤프트 부품의 종합적인 기계적 특성 향상 등
2) 일부 특수강의 재료 특성 또는 화학적 특성을 향상시킵니다. 스테인리스강의 내식성 향상, 자성강의 영구자성 증가 등
담금질 및 냉각 시 담금질 매체의 합리적인 선택 외에도 올바른 담금질 방법도 필요합니다. 일반적으로 사용되는 담금질 방법에는 주로 단일 액체 담금질, 이중 액체 담금질, 등급 담금질, 등온 담금질 및 부분 담금질이 포함됩니다.
강철 공작물은 담금질 후 다음과 같은 특성을 갖습니다.
① 마텐자이트, 베이나이트, 잔류 오스테나이트 등의 불균형(즉, 불안정한) 조직을 얻는다.
② 내부 응력이 크다.
③ 기계적 성질이 요구 사항을 충족하지 못합니다. 따라서 강철 공작물은 일반적으로 담금질 후 뜨임 처리해야 합니다.
02
템퍼링이란?
템퍼링은 담금질된 금속 제품이나 부품을 일정 온도로 가열한 다음 일정 시간 동안 유지한 후 일정 방식으로 냉각시키는 열처리 공정입니다. 템퍼링은 담금질 직후 수행되는 작업으로 일반적으로 공작물의 마지막 열처리입니다. 공정이므로 담금질과 템퍼링이 결합된 공정을 최종 처리라고 합니다.
담금질 및 템퍼링의 주요 목적은 다음과 같습니다.
1) 내부 응력을 줄이고 취성을 줄입니다. 담금질된 부품은 큰 응력과 취성이 있습니다. 제 시간에 단련되지 않으면 종종 변형되거나 갈라질 수 있습니다.
2) 공작물의 기계적 성질을 조정하십시오. 담금질 후 공작물은 경도가 높고 취성이 높습니다. 다양한 공작물의 다양한 성능 요구 사항을 충족하기 위해 템퍼링, 경도, 강도, 가소성 및 인성으로 조정할 수 있습니다.
3) 안정적인 공작물 크기. 금속 구조는 템퍼링으로 안정화되어 향후 사용 중에 변형이 발생하지 않도록 할 수 있습니다.
4) 일부 합금강의 절삭 성능을 향상시킵니다.
템퍼링의 역할은 다음과 같습니다.
① 구조의 안정성을 개선하여 공작물이 사용 중에 더 이상 조직 변형을 겪지 않아 공작물의 기하학적 크기와 성능이 안정적으로 유지됩니다.
② 공작물의 성능을 향상시키고 공작물의 기하학적 치수를 안정시키기 위해 내부 응력을 제거합니다.
③ 사용 요구 사항을 충족시키기 위해 강철의 기계적 성질을 조정하십시오.
템퍼링이 이러한 효과를 갖는 이유는 온도가 상승하면 원자의 활성이 증가하고 강철의 철, 탄소 및 기타 합금 원소의 원자가 빠르게 확산되어 원자의 재배열을 실현하여 불안정하게 만들 수 있기 때문입니다. 불균형한 조직은 점차 안정적이고 균형 잡힌 조직으로 변화합니다. 내부 응력의 완화는 온도가 증가함에 따라 금속 강도가 감소하는 것과도 관련이 있습니다. 일반적으로 강철을 뜨임 처리하면 경도와 강도가 감소하고 소성이 증가합니다. 템퍼링 온도가 높을수록 이러한 기계적 특성의 변화가 커집니다. 합금 원소 함량이 높은 일부 합금강은 특정 온도 범위에서 템퍼링될 때 미세한 금속 화합물을 침전시켜 강도와 경도를 증가시킵니다. 이 현상을 2차 경화라고 합니다.
템퍼링 요구 사항: 용도가 다른 공작물은 사용 요구 사항을 충족하기 위해 다른 온도에서 템퍼링되어야 합니다.
① 절삭 공구, 베어링, 침탄 담금질 부품 및 표면 담금질 부품은 일반적으로 250도 이하의 온도에서 담금질됩니다. 저온 템퍼링 후 경도는 크게 변하지 않고 내부 응력이 감소하며 인성이 약간 향상됩니다.
② 스프링을 350-500도의 중온에서 뜨임하여 높은 탄성과 필요한 인성을 얻습니다.
③ 중탄소 구조용 강으로 만든 부품은 일반적으로 500-600°C의 고온에서 뜨임 처리하여 강도와 인성의 좋은 조합을 얻습니다.
강철이 약 300도에서 템퍼링되면 취성이 증가하는 경우가 많습니다. 이 현상을 템퍼 취성의 첫 번째 유형이라고 합니다. 일반적으로 이 온도 범위에서 템퍼링하면 안 됩니다. 일부 중간 탄소 합금 구조용 강재는 고온 템퍼링 후 천천히 실온으로 냉각되면 부서지기 쉽습니다. 이 현상을 템퍼 취성의 두 번째 유형이라고 합니다. 강철에 몰리브덴을 추가하거나 템퍼링 중에 오일 또는 물로 냉각하면 두 번째 유형의 템퍼 취성이 방지될 수 있습니다. 이 취성은 두 번째 유형의 템퍼링 취성강을 원래 템퍼링 온도로 재가열하여 제거할 수 있습니다.
생산 시에는 공작물의 성능 요구 사항을 기반으로 하는 경우가 많습니다. 다양한 가열 온도에 따라 템퍼링은 저온 템퍼링, 중온 템퍼링 및 고온 템퍼링으로 구분됩니다. 담금질과 후속 고온 담금질을 결합한 열처리 공정을 담금질 및 담금질이라고합니다. 즉, 강도가 높으면서 소성 및 인성이 우수합니다.
1) 저온 템퍼링: 150-250도, M배, 내부 응력 및 취성 감소, 소성 인성 향상, 경도 및 내마모성 향상. 측정 도구, 나이프 및 롤링 베어링 등을 만드는 데 사용됩니다.
2) 중간 온도에서 템퍼링: 350-500도, T 시간, 고탄성, 특정 가소성 및 경도. 스프링, 단조 금형 등을 만드는 데 사용됩니다.
3) 고온 템퍼링: 500-650도 , S 템퍼링, 우수한 종합 기계적 특성. 기어, 크랭크 샤프트 등을 만드는 데 사용됩니다.
03
정규화란?
노멀라이징은 강철의 인성을 향상시키는 열처리입니다. 강철 부재를 Ac3 온도보다 30-50도 이상 가열한 후 일정 시간 동안 유지한 다음 공냉합니다. 주요 특징은 냉각 속도가 어닐링보다 빠르고 담금질보다 낮다는 것입니다. 노멀라이징 과정에서 강철의 결정립은 약간 더 빠른 냉각에서 미세화될 수 있으며 만족스러운 강도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 인성(AKV 값)을 크게 향상시키고 부품의 균열 경향을 줄일 수 있습니다. 일부 저 합금 열간 압연 강판, 저 합금강 단조 및 주물이 표준화 된 후 재료의 종합적인 기계적 특성이 크게 향상되고 절삭 성능도 향상됩니다.
정규화에는 다음과 같은 목적과 용도가 있습니다.
① 아공석강의 경우 주물, 단조품, 용접물의 과열된 조립조직과 Widmanstatten 조직, 압연재의 Banded 조직을 제거하기 위해 Normalizing을 사용한다. 정제 곡물; 담금질 전에 예열 처리로 사용할 수 있습니다.
② 과공석강의 경우 노멀라이징은 망상형 2차 세멘타이트를 제거하고 펄라이트를 미세화하여 기계적 성질을 향상시킬 뿐만 아니라 후속 구상화 어닐링을 용이하게 합니다.
③ 저탄소 딥 드로잉 박강판의 경우 노멀라이징은 입계에서 자유 시멘타이트를 제거하여 딥 드로잉 특성을 향상시킬 수 있습니다.
④ 저탄소강 및 저탄소 저합금강의 경우 노멀라이징을 사용하여 더 미세한 박편 펄라이트 조직을 얻고 경도를 HB140-190로 높이고 절단 중 "스틱 나이프" 현상을 방지하고 개선합니다. 가공성 . 중탄소강의 경우 노멀라이징과 어닐링을 모두 사용할 수 있는 경우 노멀라이징을 사용하는 것이 더 경제적이고 편리합니다.
⑤ 일반 중탄소 구조강의 경우 기계적 성질이 높지 않을 때 담금질 및 고온 템퍼링 대신 노멀라이징을 사용할 수 있으며 이는 작업이 쉬울 뿐만 아니라 강철의 구조 및 크기를 안정화시킵니다.
⑥ 고온 노멀라이징(Ac3 이상 150-200도)은 고온에서 높은 확산율로 인해 주단조품의 조성편석을 감소시킬 수 있다. 고온에서 노멀라이징한 거친 입자는 두 번째 더 낮은 온도에서 후속 노멀라이징하여 정제할 수 있습니다.
⑦ 증기 터빈과 보일러에 사용되는 일부 저탄소 및 중탄소 합금강의 경우 종종 노멀라이징을 사용하여 베이나이트 조직을 얻은 다음 고온에서 템퍼링합니다. 400-550도에서 사용할 때 크리프 저항이 좋습니다.
⑧ 철강 부품 및 철강 제품 외에도 연성 철의 열처리에서 노멀라이징이 널리 사용되어 펄라이트 매트릭스를 얻고 연성 철의 강도를 향상시킵니다.
노멀라이징은 공기 냉각이 특징이므로 주변 온도, 적층 방법, 공기 흐름 및 공작물 크기는 모두 노멀라이징 후 구조와 성능에 영향을 미칩니다. 정규화된 조직은 합금강의 분류 방법으로도 사용할 수 있습니다. 일반적으로 합금강은 직경 25mm의 시료를 900도까지 가열하고 공냉하여 얻어지는 미세조직에 따라 펄라이트강, 베이나이트강, 마르텐사이트강, 오스테나이트강으로 구분된다.
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어닐링이란 무엇입니까?
어닐링은 금속을 일정 온도까지 천천히 가열한 후 충분한 시간 동안 유지한 후 적절한 속도로 냉각시키는 금속 열처리 공정입니다. 어닐링 열처리는 완전 어닐링, 불완전 어닐링 및 응력 제거 어닐링으로 구분됩니다. 어닐링된 재료의 기계적 특성은 인장 시험 또는 경도 시험으로 감지할 수 있습니다. 많은 철강 제품이 어닐링 및 열처리된 상태로 공급됩니다. 로크웰 경도 시험기는 강철의 경도를 시험하는 데 사용할 수 있습니다. 더 얇은 강판, 강판 및 벽이 얇은 강관의 경우 표면 로크웰 경도 시험기를 사용하여 HRT 경도를 시험할 수 있습니다. .
어닐링의 목적은 다음과 같습니다.
① 주강, 단조, 압연, 용접 등으로 인한 각종 구조적 결함 및 잔류응력을 개선 또는 제거하여 공작물의 변형 및 균열을 방지한다.
② 절단 작업물을 부드럽게 한다.
③ 결정립을 미세화하고 조직을 개량하여 공작물의 기계적 성질을 향상시킨다.
④ 최종 열처리(Quenching, Tempering)를 위한 조직적 준비를 한다.
일반적으로 사용되는 어닐링 프로세스는 다음과 같습니다.
① 완전소둔. 중저탄소강의 주조, 단조, 용접 후 기계적 성질이 불량한 조대한 과열 조직을 정제하는 데 사용됩니다. 페라이트가 오스테나이트로 완전히 변태되는 온도보다 30-50도 이상 가열하여 일정 시간 보온한 후 용광로에서 천천히 식힙니다. 냉각 과정에서 오스테나이트는 다시 변형되어 강철 구조를 더 얇게 만듭니다.
② 구형화 어닐링. 단조 후 공구강 및 베어링강의 높은 경도를 감소시키는 데 사용됩니다. 공작물은 강철이 오스테나이트를 형성하기 시작하는 온도보다 20-40도 이상 가열되고 열 보존 후 천천히 냉각됩니다. 냉각 과정에서 펄라이트의 라멜라 시멘타이트는 구형이 되어 경도가 감소합니다.
③ 등온 어닐링. 절단을 위해 니켈 및 크롬 함량이 높은 일부 합금 구조용 강의 높은 경도를 줄이는 데 사용됩니다. 일반적으로 가장 먼저 오스테나이트의 가장 불안정한 온도까지 더 빠른 속도로 냉각되고, 오스테나이트는 적절한 시간 동안 트로오스타이트 또는 소르바이트로 변태되어 경도가 감소될 수 있다.
④ 재결정 소둔. 냉간 신선 및 냉간 압연 공정에서 금속선 및 박판의 경화 현상(경도 증가 및 소성 감소)을 제거하는 데 사용됩니다. 가열 온도는 일반적으로 강철이 오스테나이트를 형성하기 시작하는 온도보다 50-150도 낮습니다. 이 방법으로만 가공 경화 효과를 제거하고 금속을 연화시킬 수 있습니다.
⑤ 흑연화 소둔. 다량의 시멘타이트를 함유한 주철을 가소성이 좋은 가단 주철로 바꾸는 데 사용됩니다. 공정 작업은 주물을 약 950도까지 가열하고 일정 시간 동안 따뜻하게 유지한 다음 적절하게 냉각하여 시멘타이트를 분해하여 응집 흑연 그룹을 형성하는 것입니다.
⑥ 확산소둔. 합금 주조의 화학 성분을 균질화하고 성능을 향상시키는 데 사용됩니다. 주물을 녹이지 않고 가능한 최고 온도로 가열하여 장시간 보온한 후 천천히 식혀서 합금의 각종 원소가 확산되어 균일하게 분포되는 경향이 있다.
⑦ 응력 제거 어닐링. 강철 주물 및 용접물의 내부 응력을 제거하는 데 사용됩니다. 오스테나이트가 형성되기 시작하는 온도보다 100-200도 낮은 온도로 가열된 철강 제품의 경우 열 보존 후 공기 중에서 냉각하면 내부 응력을 제거할 수 있습니다.
