신소재열처리(제7강) 강원대학교 신소재공학과 담당교수 : 신순기

제6장 특수 열처리 종류 : 1) 항온풀림(Ausannealing) 2) 오스템퍼(Austemper) 3) 마퀜칭(Marquenching) 4) 마템퍼(Martemper) 5) 시간담금질(Time Quenching) 6) 파텐팅(Patenting) 7) 베이나이트 처리(Bainite Treatment) 8) 심냉처리(Sub-Zero Treatment) 9) 담금질 시효

열처리에서 상태도의 중요성 열처리의 기초 : Fe-C계 평형상태도 ▶탄소강에 대한 평형상태의 조직관계 ▶고온상태에서 금속이 아주 천천히 냉각할 때 생성되는 조직상태를 나타낸 것 그러나 비평형 냉각인 담금질 등에 의하여 생성되는 조직, 변태의 종류는 알 수 없음

TTT곡선의 필요성 금속의 열처리에 필요한 것 : 평형상태 외에 급냉으로 생성된 과냉 오스테나이트의 온도에 따른 조직변화 즉 평형상태도 이외에 급냉에 의하여 생긴 과냉 오스테나이트의 변태 내용을 나타내는 상태도가 필요 과냉 오스테나이트의 변태 및 분해 내용을 상태도에 상세히 나타낸 것 : TTT곡선(IT곡선) Time Temperature Transformation diagram Isothermal Transformation diagram

S곡선(항온 변태선도)1 정의 : 일정 온도에서 과냉 오스테나이트의 분해 양상과 변태 소요시간을 나타낸 곡선 세로축: 변태온도, 가로축 : 변태시간 S곡선이라 부르기도 함: 모양이 S자형

S곡선(항온 변태선도)2 강을 A1변태점 이하의 항온에서 변태개시, 종료시간을 구하여 각 온도에서 변태 개시선과 종료선을 log(대수) 눈금으로 도시한 그림. 등온 변태선도라고도 함 T. T. T곡선(Time Temperature Transformation Diagram)이라고도 함. 공석강의 경우 : 그림6.1 참조 (교과서 113페이지)

Nose, Bay? Nose(코) : 변태가 가장 빠른 곳 Bay : Nose의 반대편

S곡선(항온 변태선도)으로부터 알 수 있는 사항 일정온도에서 과냉 오스테나이트의 변태개시 및 종료에 소요되는 시간 변태생성조직 첨가원소의 미세조직, 기계적 성질 및 경화능에 미치는 영향 오스테나이트의 결정입도와 경화능의 관계

TTT곡선을 구하는 방법 조직학적 방법: 가장 일반적 경도 측정법 열팽창 측정법 자기 측정법 등

조직학적 방법: 가장 일반적 100% 오스테나이트 평형변태점 P4 P3 P4 T1 P2 P1 T1에서 P1, P2, P3 시간유지 P3 P4 T1 P2 P1 담금질 후 일정 유지 후 수중, 염욕 급냉하여 연마, 현미경 조직검사

1) 항온풀림(Ausannealing) 정의 : S곡선의 코 또는 약간 높은 온도(600-700℃)에서 항온변태 후 공냉하는 열처리 작업 (보통 풀림은 노냉임) 작업시간 단축(공냉) 공구강, 특수강에 적용 : 연화성 개선 연속조업가능

2) 오스템퍼(Austemper)1 오스테나이트 상태에서 250-600℃의 Bainite Quenching이라고도 함 2) 오스템퍼(Austemper)1 오스테나이트 상태에서 250-600℃의 열욕에 담금질하여 과냉의 오스테나이트가 변태완료 될때까지 항온 유지 후 공냉하는 열처리 그림6.3참조(p. 114)

2) 오스템퍼(Austemper)2 Bainite조직이 얻어짐, 강의 강인성 개선 변형, 균열방지 얇고 작은 재료에 적당

3) 마퀜칭(Marquenching)1 오스테나이트 구역의 강을 Ms점 위의 온도로 가열된 열욕 중에 담금질 하여 재료 내외부가 같은 온도가 될때까지 항온 유지 후 공냉하는 열처리

3) 마퀜칭(Marquenching)2 Martensite조직이 얻어짐 다음 공정으로 뜨임을 실시하는 일반적 합금강, 고속도강, 고탄소강, 베어링강, 게이지 등에 사용함.

심냉처리(Sub-Zero Cooloing, 초저온처리, 영하처리) 목적 : 담금질 후의 경도감소 방지, 시효변형 방지 (잔류 오스테나이트를 Martensite화 시킴) 0℃이하(-80℃)의 저온에서 담금질 직 후에 실시하는 열처리 공구강, 스텐리스 강에 주로 실시함

심냉처리의 효과 자연균열 방지 경도 상승, 인성감소 경년변화 방지

심냉처리용 냉각재 소금+얼음 -21.3 에테르+드라이아이스 -78.0 암모니아 0-59 액체산소 -183 액체질소 -196

신교수의 한마디 자신의 미래는 스스로 만들어야 한다. 큰 소망을 이루고자 한다면 작은 일(사소한 일)부터 재대로(스스로) 해결하여 가야 한다. 물방울이 모여 바위를 구르게 한다.

과제 TTT곡선을 정의하라. 심냉처리란?