제 3 장 나사의 재료 철(Fe) : 탄소( C ) 계를 기초로 한 탄소강

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1 제 3 장 나사의 재료 철(Fe) : 탄소( C ) 계를 기초로 한 탄소강
탄소강에 강도, 소입성 등의 성질을 가미하기 위해 크롬, 몰리브덴 , 니켈 망간등의 여러 합금원소를 첨가한 합금강 브론강 : 미량의 브론을 첨가 소입성을 향상 시킨 것 # 참고 규격 JIS G3570 : 냉간 압조용 탄소강 선재 G3539 : 냉간압조용 탄소강선 G4051: 기계 구조용 탄소강 선재 G4052: 소립성을 보증한 구조용 강재 G4102~4106 : Ni-Cr강 강재, Ni-Cr-Mo 강 강재, Cr강 강재, Cr-Mo강 강재, 기계 구조용 Mn강 강재 Mn-Cr 강 강재

2 제 3 장 나사의 재료 강재의 제조법 공정도 제선 제강 조괴 분괴 압연 제품 연속주조
POSCO의 열간압연에 의해 생산된 Hot coil은 원래 연속 주조 된 것이며 C.H.Q(Cold Heading Quality: 냉간 압조용 소재품질) 소재용으로 특별히 관리되어 비금속 개재울 및 결정입도 조정 등 냉간 압조에 만족 시킬 수 있는 청정도 , 결정입도 등이 이미 규제된 제품임 Hot Coil 냉간 인발(1차) 구상화 소둔(1차) 냉간 인발(2차) 구상화 소둔(2차) 사상인발 산세 본데이징(인산염 피막처리) 냉간압조공장

3 제 4 장 열처리 열처리( Heat Treatment )란 금속의 내부조직을 변화시켜서 그 금속 부품 또는 공구의 사용시 필요로 하는 기계적 성질을 얻기 위해서 행하는 가열 및 냉각 과정을 말한다 일반적으로 Quenching은 급랭, Normalizing은 공랭, 그리고 Annealing은 서냉등으로 냉각방법을 달리하고 있다. 그리고 이러한 열처리 방법 즉, 냉각방법에 따라서 강의 기계적 성질이 크게 달라진다 금속재료의 성질은 기본적으로 화학조성에 기초하여 결정되어 있다. 그리고 열처리 및 가공등에 의해서 금속의 내부조직이 변화되는데, 이 내부 조직에 의해서 후차적으로 금속 재료의 성질이 결정된다. 철강재료가 공업적으로 매우 널리 사용되는 이유 중의 하나는 열처리 효과가 크고,열처리 방법에 따라서 여러 가지 다양한 성질을 얻을 수 있다는 장점이 있기 때문이다 예를 들면 동일한 화학조성을 갖는 강재라 할지라도 annealing처리에 의해서도 강재의 성질은 연해지고, quenching처리에 의해서 매우 단단해 진다    

4 제 4 장 열처리 ☞ 참고 열처리 용어 현장에서 사용하는 열처리 용어는 한글, 일본어, 영어 등이 동시에 사용되고 있다.
현장에서 사용하는 열처리 용어는 한글, 일본어, 영어 등이 동시에 사용되고 있다. 최근 교육받은 엔지니어는 우리말과 영어는 친숙하나 일본식 용어를 알아듣는데 어려움이 많다. 소준, 소둔, 소입, 소려, 야끼이레... 이래서는 무슨 말인지 도저히 알 수 없다. 참고삼아 열처리 용어를 정리해 본다 . 불 림 : 고름질, 燒準(やきならし 야끼나라시), Normalizing 풀 림 : 어닐링, 燒鈍(やきなまし 야끼나마시), Annealing 담금질 : 담금질, 燒入(やきいれ 야끼이레), Quenching 뜨 임 : 되달굼, 燒戾(やきもどし 야끼모도시), Tempering

5 제 4 장 열처리 열처리목적 여러 가지 금속 재료 중에서 강은 기계부품, 절삭 공구 및 금형, 그리고 토목 건축용 강재와 같은 각종 용도로 사용되는 금속 재료는 각각 그 용도에 맞는 성질을 갖추어야만 한다 기계 부품이나 구조용 재료로 사용될 때에는 강도와 인성 등의 기계적 성질이 우수해야만  하고, 절삭공구나 금형 등으로 사용될 때는 내마모성이 필요하므로 경도가 높아야 한다. 또한 소재가 너무 단단하여 소성가공시 깨질 염려가 있다거나, 또는 가공이 진행될수록  점점 더 다음 가공이 어렵게 되는 경우에는 가공을 용이하게 하기 위해서 소재를 연화 시킬 필요가 있다. 이와 같이 금속재료의 용도에 맞는 성질을 부여하기 위해서 행하는 것이 열처리의 목적이지만, 통상적으로는 금속재료의 강화, 경화 및 강인화가 열처리의 주된 목적이라고  생각해도 무방하다.  그리고 실제 열처리 조업에서도 이 3가지 목적을 위한 것이 거의 대부분이다.          

6 제 4 장 열처리 열처리 종류 일반 열처리 표면경화 열처리 플라즈마 열처리 • Quenching • 어닐링 • 노말라이징
표면경화 열처리 플라즈마 열처리 • Quenching • 어닐링 • 노말라이징 • 템퍼링 • 마르템퍼링 • 오스템퍼링 • 석출경화 • 시효 • 침탄 열처리 • 침탄 질화 • 질화 열처리 • 침질 탄화 • 침붕 • 고주파 열처리 • 화염 경화 • 레이저 표면 경화 • 전자빔 표면 경화 •플라즈마 질화 • 플라즈마 침탄 • 이온 프레이팅 • 플라즈마 CVD

7 제 4 장 열처리 열처리방법 선정기준 침탄 열처리 : 마찰 속도가 느리고, 마찰압력이 크고 형상이 복잡할 때
침탄 열처리 : 마찰 속도가 느리고, 마찰압력이 크고 형상이 복잡할 때 고주파 열처리 : 침탄과 같은 조건에서 형상이 간단할 경우. 질화 열처리 : 마찰 속도가 빠르고, 마찰압력이 낮고, 충격응력이 적을 때. 침탄열처리(Carburizing) 침탄 열처리는 일반적으로 저탄소강의 표면에 탄소(C)를 확산 시켜 탄소 함량을 0.8 ~1.0%로 처리하여 사용한다. 탄소량이 0.25% 이하 함량의 강이 사용된다. 침탄한 강은 침탄층만 경도와 내마모성이 크고 비 침탄한 부분은 강인한 것이 필요하다.또한 형상이 복잡한 부품에 사용되므로 담금질성이 좋고 열변형이 적은 것이 요구된다. 침탄 열처리하는 소재 강의 예는 SCr415, SCr420, SCM415, SCM420, SNCM220, SNCM420, SNCM616 등이 있다.

8 제 4 장 열처리 고주파 열처리 내마모성을 주거나 피로강도 개선 목적. 강재 내에 존재하고 있는 C를 이용하므로 탄소함량 0.35 ~ 0.60 %정도의 강이 적당하다. 고주파 처리된 조직이 중요하므로 Normalize, QT 처리 반드시 필요하다. 고주파 열처리 실시 강에는 SM40C, SM45C, SM53C, SCM435, SCM440 등이 있다. 질화처리 내마모성 향상시키고 열처리시 변형을 최소화 할 필요가 있는 부품. 질화처리 할 수 있는 강은 SUS강을 제외한 거의 모든 강재에 적용할 수 있다.