담금질이란 무엇입니까?
담금질(Quenching)이란 강을 임계온도 이상으로 가열하여 일정시간 보온한 후 임계냉각속도보다 빠른 속도로 냉각하여 마르텐사이트(베이나이트)가 주를 이루는 불균형 조직을 얻는 열처리 공정이다. 필요에 따라 얻어지거나 단상 오스테나이트가 유지될 수 있습니다. 담금질은 철강 열처리에서 가장 널리 사용되는 공정입니다.
강철 열처리에는 어닐링, 노멀라이징, 담금질 및 템퍼링의 네 가지 기본 공정이 있습니다. 담금질의 목적은 과냉각된 오스테나이트를 마르텐사이트 또는 베이나이트로 변태시켜 마르텐사이트 또는 베이나이트 조직을 얻은 다음 이를 다른 온도에서 템퍼링하여 강의 강성, 경도, 내마모성, 피로 강도 및 인성을 크게 향상시키는 것입니다. 다양한 기계 부품 및 도구의 다양한 사용 요구 사항을 충족합니다. 담금질은 강자성 및 내식성과 같은 특정 특수강의 특별한 물리적, 화학적 특성을 충족시키기 위해 사용될 수도 있습니다. 금속 가공물을 일정한 온도로 가열하여 일정 시간 동안 유지한 후, 급속 냉각을 위해 담금질 매체에 담그는 금속 열처리 공정입니다. 일반적으로 사용되는 담금질 매체로는 염수, 물, 광유, 공기 등이 있습니다. 담금질은 금속 가공물의 경도와 내마모성을 향상시킬 수 있으므로 표면 내마모성이 요구되는 다양한 공구, 금형, 게이지 및 부품에 널리 사용됩니다. 기어, 롤러, 침탄 부품 등). 다양한 온도에서 담금질과 템퍼링을 결합하면 금속의 강도, 인성 감소 및 피로 강도가 크게 향상될 수 있으며 이러한 특성(포괄적인 기계적 특성) 간의 조정을 통해 다양한 사용 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 또한, 담금질은 영구자석강의 강자성을 강화하고 스테인리스강의 내식성을 향상시키기 위한 담금질과 같은 특수한 특성을 가진 일부 강이 특정한 물리적, 화학적 특성을 얻을 수 있도록 할 수도 있습니다. 담금질 공정은 주로 철강 부품에 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 강철을 임계 온도 이상으로 가열하면 실온에서 원래 조직이 완전히 또는 대부분 오스테나이트로 변태됩니다. 그런 다음 강철을 물이나 기름에 담가 급속 냉각하면 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태됩니다. 강철의 다른 조직과 비교하여 마르텐사이트는 경도가 가장 높습니다. 담금질 중 급속 냉각은 공작물 내부에 내부 응력을 유발합니다. 특정 수준에 도달하면 공작물이 왜곡되고 균열이 생길 수도 있습니다. 이러한 이유로 적절한 냉각 방법을 선택해야 합니다. 냉각 방법에 따라 담금질 공정은 단일 액체 담금질, 이중 매체 담금질, 마르텐사이트 등급 담금질 및 베이나이트 등온 담금질의 네 가지 범주로 나뉩니다.
담금질 방법 단일 매체 담금질 공작물은 물 담금질 및 오일 담금질과 같은 하나의 매체로 냉각됩니다. 장점은 간단한 조작, 쉬운 기계화 및 광범위한 적용입니다. 단점은 물 속의 담금질 응력이 크고 공작물이 변형되고 균열되기 쉽다는 것입니다. 오일 담금질, 냉각 속도가 낮고 담금질 직경이 작으며 큰 공작물은 담금질이 쉽지 않습니다. 이중 매체 담금질 공작물은 먼저 더 강한 냉각 용량을 가진 매체에서 약 300도까지 냉각된 다음 더 약한 냉각 용량을 가진 매체에서 냉각됩니다. 예를 들어 먼저 물 담금질을 한 다음 오일 담금질을 하면 효과적으로 감소할 수 있습니다. 마르텐사이트 변태의 내부 응력을 줄이고 공작물 변형 및 균열 경향을 줄입니다. 형상이 복잡하고 단면이 고르지 않은 공작물을 담금질하는 데 사용할 수 있습니다. 이중액체 담금질의 단점은 이중액체 전환 순간을 파악하기 어렵다는 점이다. 변환이 너무 이르면 굳지 않고 담금질되기 쉽고, 변환이 너무 늦으면 담금질 및 균열이 발생하기 쉽습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 등급 담금질 방법이 개발되었습니다. 공작물은 저온 염욕 또는 알칼리욕로에서 담금질됩니다. 염욕이나 알칼리욕의 온도는 Ms점에 가깝습니다. 공작물은 이 온도에서 2분~5분 동안 유지된 후 공기 냉각을 위해 꺼내집니다. 이 냉각 방법을 등급 담금질이라고 합니다. 단계적 냉각의 목적은 공작물 내부와 외부의 온도를 보다 균일하게 만드는 동시에 마르텐사이트 변태를 수행하여 담금질 응력을 크게 줄이고 변형 및 균열을 방지하는 것입니다. 그레이딩 온도는 이전에 Ms점보다 약간 높게 설정되었으며, 공작물 내부와 외부의 온도가 균일해진 후에 공작물이 마르텐사이트 영역에 진입했습니다. Ms점보다 약간 낮은 온도에서도 등급이 매겨지도록 개선되었습니다. 실습에 따르면 Ms 포인트 아래로 등급을 매길 때 효과가 더 좋습니다. 예를 들어, 고탄소강 금형은 160도의 알칼리욕에서 담금질 등급을 매겨서 경화 및 변형이 적기 때문에 널리 사용됩니다. 등온 담금질 공작물은 등온 염욕에서 담금질됩니다. 염욕 온도는 베이나이트 구역의 하부(Ms보다 약간 높음)에 있습니다. 공작물은 베이나이트 변태가 완료될 때까지 오랫동안 등온 상태를 유지한 후 공냉을 위해 꺼내집니다. 등온 담금질은 중탄소 이상의 강에 사용되며, 그 목적은 낮은 베이나이트를 얻어 강도, 경도, 인성 및 내마모성을 향상시키는 것입니다. 등온 담금질은 일반적으로 저탄소강에는 사용되지 않습니다. 표면 담금질 표면 담금질은 강철 부품의 표면층이 특정 깊이까지 담금질되고 핵심 부분은 담금질되지 않은 상태로 유지되는 국부 담금질 방법입니다. 표면 담금질 동안 강철 부품의 표면은 담금질 온도까지 빠르게 가열되고 열은 공작물의 코어를 관통하기 전에 즉시 냉각되어 국부 담금질이 달성됩니다. 유도 담금질 유도 가열은 전자기 유도를 사용하여 공작물에 와전류를 생성하여 공작물을 가열하는 것입니다. 냉간 담금질은 냉각 능력이 강한 냉수 용액을 냉각 매체로 담그어 담금질 냉각하는 것입니다. 국부담금질은 공작물의 경화가 필요한 부분만 담금질하는 것입니다. 공냉식 담금질은 특히 진공에서 가열하고 고속 순환 부압, 상압 또는 고압 중성 및 불활성 가스에서 담금질 및 냉각을 의미합니다. 표면 담금질은 유도 담금질, 접촉 저항 가열 담금질, 화염 담금질, 레이저 담금질, 전자빔 담금질 등을 포함하여 공작물의 표면층만을 담금질하는 것입니다. 공냉식은 강제 공기 또는 압축 공기를 냉각 매체로 사용하여 담금질하고 냉각하는 것입니다. . 염수 담금질은 냉각 매체로 소금 수용액을 사용하여 담금질하고 냉각하는 것입니다. 유기 용액 담금질은 유기 고분자 수용액을 냉각 매체로 사용하여 담금질하고 냉각하는 것입니다. 스프레이 담금질은 액체 제트를 냉각 매체로 사용하여 담금질하고 냉각하는 것입니다. 분무 냉각은 물과 공기가 혼합된 안개 속에서 공작물을 담금질하고 냉각하는 것입니다. 열욕 냉각은 염욕 담금질, 납욕 담금질, 알칼리욕 담금질 등과 같은 용융염, 용융 알칼리, 용융 금속 또는 고온 오일과 같은 뜨거운 욕조에서 공작물의 담금질 및 냉각입니다. 이중 액체 담금질 가열 및 오스테나이트화 후 공작물을 담금질 및 냉각하고 구조가 마텐자이트 변태를 겪을 때 즉시 냉각 능력이 약한 매체로 전달하여 냉각하는 것입니다. 가압 담금질은 특정 고정구 아래에서 가열 및 오스테나이트화한 후 공작물을 담금질 및 냉각하는 것으로, 그 목적은 담금질 및 냉각 왜곡을 줄이는 것입니다. 담금질을 통해 공작물이 표면에서 코어까지 담금질됩니다. 등온 담금질은 공작물을 가열하여 오스테나이트화한 후, 베이나이트 변태 온도 범위까지 급랭한 후 등온을 유지하여 오스테나이트를 베이나이트로 변환시키는 공정이다. 등급 담금질은 가공물을 가열하여 오스테나이트화한 후, M1점보다 약간 높거나 약간 낮은 온도의 알칼리욕이나 염욕에 적당시간 담근 후 꺼내서 공냉시키는 공정이다. 공작물이 중간 온도에 도달한 후 마르텐사이트 담금질을 얻습니다. 하위 온도 담금질은 아공석강 공작물을 Ac1-Ac3 온도 범위에서 오스테나이트화한 후 담금질 및 냉각하여 마르텐사이트 및 페라이트 조직을 얻는 공정입니다. 직접 담금질은 탄소를 침투시킨 후 가공물을 직접 담금질하고 냉각시키는 공정입니다. 공작물을 두 번 침탄 및 냉각시킨 후 먼저 Ac3보다 높은 온도에서 오스테나이트화하고 담금질하여 코어 구조를 미세화한 다음 Ac3보다 약간 높은 온도에서 오스테나이트화하여 침투층 구조를 미세화합니다. 자냉식 담금질은 공작물의 국부적 또는 표면을 빠르게 가열하여 오스테나이트화한 후, 가열된 부분의 열을 가열되지 않은 부분에 자동으로 전달하여 오스테나이트화된 부분을 빠르게 냉각시키는 공정이다.
