[산업기계설비기술사 2차 예상질문 및 답안] 산업에서 사용되는 열처리 방법을 설명해 주세요.

[예상질문] 열처리 방법을 설명해주세요.

[답변]

네. 답변드리겠습니다.

열처리 방법은 크게 어닐링, 놈랄라이징, 퀜칭, 템퍼링이 있습니다. 

먼저 어닐링은 일정온도에서 가열한 뒤에 노내에서 천천히 서냉시켜 냉각시켜주는 방법입니다. 냉간가공과 같은 가공을 했을 때 발생하는 가공경화의 효과를 제거해서 원래의 연성을 회복시키는 역할을 합니다.

어닐링은 소둔, 풀림이라고도 불리며 3단계로 나뉘는데, 회복, 재결정, 결정립성장으로 구분됩니다.

회복은 내부의 잔류응력이 제거되고 전위소멸 혹은 재배열이 일어나는 단계입니다. 

재결정은 내부에 새로운 결정립의 핵이 생기고, 이것이 성장해서 새로운 결정립을 만드는 단계입니다.

결정립성장은 조직이 미세하던 전체 결정립계 Grain Boundary 면적이 커지는 것인데, 높은 에너지는 고온에서 불안정하기 때문에 이 에너지를 낮추기 위해 결정립이 성장합니다.

다음 노멀라이징 Normalizing 은 불림이라고도 합니다. 강을 높은 온도에서 가열해서 오스테나이트화 시킨 후 다시 공기 중에서 냉각시키는 공정입니다.

이러한 노멀라이징의 목적을 살펴보면, 결정립을 미세화시켜 강도를 어느정도 증가시키고 주조, 단조품의 편석을 제거시켜 조직을 미세화시키기 위해 사용됩니다.

Normalizing 을 통해 조대조직이 미세화되고, 가공 또는 응고속도의 불균일에 따른 조직의 불균일성 및 내부 잔류응력의 감소시키고, 구상화 소둔의 전처리로 사용되어 더욱 미세하게 구상화하게 할 수 있습니다.

또한 망상 시멘타이트의 미세화 및 저탄소강의 피삭성 개선을 할 수 있습니다.

참고로 피삭성을 표면을 깍아내거나 한 뒤에 표면이 매끄러운 정도를 의미합니다.

퀜칭 Quenching은 담금질이라고도 부르며, 강을 오스테나이트 온도에서 급냉시키는데 물과 기름을 이용합니다. 이러한 과정에서 조직이 Martensite로 변화되면서 강을 경화시키는 방법입니다. 

다만 퀜칭한 강은 보통 경도가 높지만 취성이 강해서 템퍼링(뜨임)을 해서 사용합니다.

템퍼링을 통해 퀜칭한 조직 및 기계적성질을 안정화 시키고, 잔류응력을 제거하고 인성을 증가시킵니다.