탄소강을 열처리하는 목적은 강철의 기계적 특성, 일반적으로 연성, 경도, 항복 강도 또는 내충격성을 변화시키는 것입니다. 전기 및 열 전도성은 약간만 변경됩니다. 대부분의 강철 강화 기술과 마찬가지로 영률(탄성)은 영향을 받지 않습니다. 강도 증가를 위해 철강 무역 연성을 모두 처리하고 그 반대도 마찬가지입니다. 철은 오스테나이트 상에서 탄소에 대한 용해도가 더 높습니다. 따라서 구형화 및 공정 어닐링을 제외한 모든 열처리는 오스테나이트 상이 존재할 수 있는 온도까지 강을 가열하는 것부터 시작됩니다. 그런 다음 강철은 빠른 속도로 냉각(열 인발)되어 시멘타이트가 침전되고 최종적으로 남은 순수 철이 응고됩니다. 강철이 공석 온도까지 냉각되는 속도는 탄소가 오스테나이트에서 확산되어 시멘타이트를 형성하는 속도에 영향을 미칩니다. 일반적으로 빠르게 냉각하면 탄화철이 미세하게 분산되어 미세한 입자의 펄라이트가 생성되고(마르텐사이트 임계 온도에 도달할 때까지) 천천히 냉각하면 더 거친 펄라이트가 생성됩니다. 아공석강(0.77wt% C 미만)을 냉각하면 탄화철 층의 라멜라-펄라이트 구조가 생성됩니다.α-페라이트(순철) 사이. 과공석강(0.77wt% C 이상)인 경우 구조는 시멘타이트의 작은 입자(펄라이트 라멜라보다 큰)가 전체에 흩어져 있는 전체 펄라이트입니다. 구성성분의 상대적인 양은 지렛대 법칙을 사용하여 구합니다. 다음은 가능한 열처리 유형 목록입니다.
·구상화: 탄소강을 약 700℃로 가열하면 구상화석이 형성됩니다.°C에서 30시간 이상. 구형석은 더 낮은 온도에서 형성될 수 있지만 확산 제어 공정이므로 필요한 시간이 크게 늘어납니다. 결과는 1차 구조(공석의 어느 쪽에 있는지에 따라 페라이트 또는 펄라이트) 내에 시멘타이트의 막대 또는 구의 구조입니다. 그 목적은 고탄소강을 연화시키고 더 많은 성형성을 허용하는 것입니다. 이것은 가장 부드럽고 가장 연성이 있는 강철 형태입니다. 오른쪽 이미지는 일반적으로 구형화가 발생하는 위치를 보여줍니다.
완전 어닐링: 탄소강을 약 40℃로 가열합니다.°C가 Ac3보다 높나요? 아니면 Acm? 1시간 동안; 이는 모든 페라이트가 오스테나이트로 변환되는 것을 보장합니다(단, 탄소 함량이 공석보다 많으면 시멘타이트가 여전히 존재할 수 있음). 강철은 20°C 영역에서 천천히 냉각되어야 합니다.°C (36°F) 시간당. 일반적으로 용광로 냉각을 통해 용광로를 끄고 강철은 여전히 내부에 남아 있습니다. 이는 거친 펄라이트 구조를 초래하며, 이는 펄라이트의 "밴드"가 두꺼움을 의미합니다. 완전히 어닐링된 강철은 부드럽고 연성이 있으며 내부 응력이 없으며 이는 종종 비용 효율적인 성형에 필요합니다. 구형화된 강철만이 더 부드럽고 더 연성이 있습니다.
·공정 어닐링(Process Annealing): C 함량이 0.3wt% 미만인 냉간 가공 탄소강의 응력을 완화하기 위해 사용되는 공정. 강재는 일반적으로 550℃까지 가열됩니다.–650°C에서 1시간 동안, 때로는 온도가 700도까지 높음°C. 오른쪽 이미지[설명 필요]는 공정 어닐링이 발생하는 영역을 보여줍니다.
등온소둔(Isothermal Annealing) : 아공석강을 상임계온도 이상으로 가열하여 일정시간 유지한 후 하한임계온도 이하로 내려갔다가 다시 유지하는 공정이다. 그런 다음 최종적으로 실온에서 냉각됩니다. 이 방법은 온도 변화를 제거합니다.
표준화: 탄소강을 약 55°C로 가열합니다.°1시간 동안 Ac3 또는 Acm보다 높은 C; 이는 강철이 오스테나이트로 완전히 변태되는 것을 보장합니다. 그런 다음 강철은 공냉식으로 냉각 속도는 약 38°C입니다.°씨(100°F) 분당. 이는 미세한 펄라이트 구조와 더욱 균일한 구조를 가져옵니다. 노멀라이즈 강철은 어닐링 강철보다 강도가 더 높습니다. 상대적으로 높은 강도와 경도를 가지고 있습니다.
담금질(Quenching): C가 0.4wt% 이상인 탄소강을 정상 온도까지 가열한 후 물, 염수 또는 기름 속에서 임계 온도까지 급속 냉각(담금질)합니다. 임계 온도는 탄소 함량에 따라 다르지만 일반적으로 탄소 함량이 증가할수록 낮아집니다. 이로 인해 마르텐사이트 구조가 생성됩니다. 내부 응력이 많은 변형된 체심 정방형(BCT) 결정 구조에 과포화 탄소 함량을 갖는 강철 형태입니다. 따라서 담금질된 강철은 매우 단단하지만 부서지기 쉬우며 일반적으로 실용적인 목적으로는 너무 부서지기 쉽습니다. 이러한 내부 응력은 표면에 응력 균열을 유발합니다. 담금질된 강철은 일반 강철보다 약 3~4배(더 많은 탄소 포함) 더 단단합니다.
Martempering(Marquenching): Martempering은 실제로 Tempering 절차가 아니므로 "Marquenching"이라는 용어가 사용됩니다. 이는 일반적으로 "마르텐사이트 시작 온도" 바로 위의 온도에서 용융 염욕에서 초기 담금질 후 적용되는 등온 열처리의 한 형태입니다. 이 온도에서는 재료 내부의 잔류 응력이 완화되고 다른 것으로 변태할 시간이 없었던 잔류 오스테나이트로부터 일부 베이나이트가 형성될 수 있습니다. 업계에서 이는 재료의 연성 및 경도를 제어하는 데 사용되는 프로세스입니다. 마퀀칭이 길어지면 강도 손실을 최소화하면서 연성이 증가합니다. 강철은 내부 온도와 외부 온도가 동일해질 때까지 이 용액에 유지됩니다. 그런 다음 온도 구배를 최소화하기 위해 강철을 적당한 속도로 냉각합니다. 이 공정은 내부 응력과 응력 균열을 감소시킬 뿐만 아니라 내충격성을 향상시킵니다.
담금질 및 템퍼링: 이것은 템퍼링 온도와 시간에 따라 최종 특성이 정확하게 결정될 수 있기 때문에 가장 일반적인 열처리입니다. 템퍼링에는 담금질된 강철을 공석 온도보다 낮은 온도로 재가열한 후 냉각하는 작업이 포함됩니다. 온도가 상승하면 아주 적은 양의 구상돌이 형성되어 연성이 회복되지만 경도는 감소합니다. 실제 온도와 시간은 각 구성에 대해 신중하게 선택됩니다.
오스템퍼링(Austempering): 오스템퍼링 공정은 강철을 베이나이트 변태 온도를 통해 용융 염욕에 유지한 다음 적당히 냉각한다는 점을 제외하면 마템퍼링과 동일합니다. 생성된 베이나이트 강철은 더 큰 연성과 더 높은 충격 저항성을 가지며 뒤틀림이 적습니다. 오스템퍼링의 단점은 소수의 강철에만 사용할 수 있고 특별한 염욕이 필요하다는 것입니다.
게시 시간: 2019년 11월 1일