물리적 및 기계적 성질을 향상을 위한 금속열처리

8월 02, 2024

열처리란 금속재료(주로 철강재료)에 요구하는 기계적, 물리적 성질을 부여하기 위해 가열과 냉각을 시행하는 열적 조작기술이며 크게는 재료를 단단하게 만들어 기계적, 물리적 성능을 향상하는 기술과 재료를 무르게 하여 가공성을 개선시키는 기술로 대변할 수 있으며, 기타 특수한 목적을 위한 첨단 열처리 기술도 점차 개발되고 있다.

열처리 기술
금속재료, 기계부품, 금형공구의 기계적 성질을 변화시키기 위하여 가열과 냉각을 반복함으로써 특별히 유용한 성질(내마모성, 내충격성, 사용수명 연장 등)을 부여하는 기술로서 제조 공정의 중간 또는 최종단계에서 이루어지고 있다.

1. 어닐링 (Annealing)

과정: 금속을 재결정 온도 이상으로 가열한 후 서서히 냉각.
목적: 내부 응력 제거, 연성 및 인성 향상, 기계 가공성 개선.
적용: 철강, 구리, 알루미늄 등.

2. 템퍼링 (Tempering)

과정: 퀜칭 후 적당한 온도로 재가열한 후 천천히 냉각.
목적: 퀜칭으로 인한 취성을 줄이고 인성을 증가.
적용: 공구강, 구조용 강 등.

3. 노멀라이징 (Normalizing)

과정: 금속을 재결정 온도 이상으로 가열한 후 공기 중에서 냉각.
목적: 균일한 미세구조 형성, 기계적 성질 개선.
적용: 구조용 강, 기계 부품.

4. 퀜칭 (Quenching)

과정: 금속을 고온에서 급속히 냉각 (물, 오일, 공기 등 사용).
목적: 경도 증가, 마모 저항성 향상.
적용: 공구강, 베어링강 등.

5. 케이스 하드닝 (Case Hardening)

과정: 금속 표면을 고온에서 경화시키는 방법 (카본화, 질화 등).
목적: 표면 경도 증가, 내부는 연성을 유지.
적용: 기어, 캠축 등.

6. 인덕션 하드닝 (Induction Hardening)

과정: 고주파 전류를 이용해 금속 표면을 빠르게 가열 후 급랭.
목적: 표면 경화, 마모 저항성 향상.
적용: 샤프트, 기어 등.

7. 침탄 (Carburizing)

과정: 금속을 탄소가스 분위기에서 가열하여 표면에 탄소를 확산.
목적: 표면 경도 증가, 내마모성 향상.
적용: 기어, 베어링 등.

8. 질화 (Nitriding)

과정: 금속을 질소 분위기에서 가열하여 표면에 질소를 확산.
목적: 표면 경도 증가, 내마모성 향상.
적용: 크랭크축, 캠축 등.

9. 플레임 하드닝 (Flame Hardening)

과정: 가스 불꽃을 이용해 금속 표면을 가열한 후 급랭.
목적: 표면 경도 증가, 인성 개선.
적용: 대형 기계 부품.

10. 진공 열처리 (Vacuum Heat Treatment)

과정: 진공 상태에서 열처리를 진행.
목적: 산화 방지, 고청정도 및 균일한 열처리.
적용: 항공 우주 부품, 고급 공구강.

11. 침유 (Austempering)

과정: 퀜칭 후 일정 온도의 오일이나 염욕에서 유지.
목적: 인성 향상, 잔류 응력 감소.
적용: 판재, 스프링 강.

12. 베이나이트 열처리 (Bainitic Heat Treatment)

과정: 적절한 온도에서 유지하여 베이나이트 구조 형성.
목적: 강도와 인성의 균형.
적용: 자동차 부품, 기계 부품.

각 열처리 기술은 특정한 금속 및 사용 목적에 따라 선택되어야 하며, 이를 통해 금속의 최적의 성능을 얻을 수 있습니다.

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