[기계공학] 열처리의 정의와 목적 그리고 종류까지

기계공학의 재료 가공방법 중 하나인 열처리에 대해 알아보겠습니다. 열처리는 재료의 특성을 더욱 강화하기 위해 사용하는 방법인데요.

 

열처리란?

1) 정의

- 목적하는 금속의 특성을 얻기 위해 열을 가하거나 냉각하는 System으로, 온도에 의해서 존재하는 상(相)의 종류나 배합이 변하는 재료에 사용한다.

 

2) 목적

(1) 강재의 강도, 경도, 인성, 신장 등 기계적 성질을 변화시켜 성능 향상

(2) 압연, 가공, 용접 등에 의해 도입된 잔류응력의 제거

 

열처리의 종류

1. 담금질 (Quenching)

- 급랭시키는 열처리 방법이다. (사극에서 보았듯이 쇠를 달구고 망치로 두드리고 물에 냉각시키는 작업//수냉)
- 담금질은 강의 경도와 강도를 증가시키기 위한 것이다.
- 강의 담금질 온도를 너무 높이면 강의 결정입자가 성장하여 담금질 후에도 기계적 성질이 나빠지고 균열이나 변형이 일어나기 쉽다

 

2. 뜨임 (Tempering)

- 담금질한 강은 경도가 증가된 반면 취성을 가지게 되고 표면에 잔류 응력(금속조직이 불규칙하게 냉각되어 한곳에 응집된 것)이 남아 파괴되기 쉬워 적당한 인성을 부여하기 위해 담금질 후 뜨임을 해야 한다.
- 담금질 한 강을 적당한 온도까지 가열하여 다시 냉각한다.

 

3. 풀림 (Annealing)

- 재료를 일정 온도까지 일정 시간 가열을 유지한 후 서서히 냉각시키면서 최초의 결정입자가 붕괴되고 새로운 미세 결정입자가 조성되어 연화된다. 이러한 목적을 위한 열처리 방법을 풀림이라 한다.

 

- 금속을 가열하여 가열한 노 내에서 그대로 냉각시키는 방법(노냉), 금속의 결정이 서서히 냉각되어 내부 조직을 고르게 하고 응력을 제거, 재질을 연하게 하는 조작. 주로 금속을 찍어서 형상을 만들 때(단조) 이러한 열처리를 하게 되면 공정이 쉽게 되겠죠.

 

4. 불림 (Normalizing)

- 적당한 온도로 가열 한 다음 일정시간 유지, 공기 중에서 냉각 시킨다. (공냉)

- 결정 조직을 미세화 하고 냉각 가공이나 단조 등으로 인한 내부 응력을 제거하며 결정조직이나 기계적 성질과 물리적 성질을 표준화 시킨다.