열처리 개요

이번 포스팅에서는 열처리의 입문을 위한 내용과 단어에 관해 간략히 다루도록 하겠습니다.

열처리라는게 눈에 보이는 현상이 아니기 때문에 이해하기 어려운것 같습니다.

책을 몇 번이나 읽고, 유튜브 강의나 구글 검색, 교재에서 발췌한 내용을 가지고 포스팅을 하겠습니다.

기술사 기출문제를 보면, 기본적인 내용을 묻는 문제는 나오지 않는데, 답변을 기술할 때는 기본적인 내용을 기술하는 것이 중요합니다.

또한 앞으로 나오는 다양한 열처리 방법을 이해하는데 있어서 기본적인 내용이 필요하니 충분히 숙지하는 것이 좋을 것 같습니다.

열처리란 무엇인가?

1. 금속 또는 합금에 요구되는 성질, 즉 경도, 내마모성, 내충격성, 가공성, 자성 등의 제반 성능을 부여하기 위한 목적으로가열과 냉각 조작을 여러 가지로 조합시키는 기술

2. 값싼 소재의 성능을 향상시켜 값비싼 고급재료에 상응하는 기능을 발휘시킬 수 있으므로 제품의 원가 절감에 기여한다.

3. 필요한 성질을 얻기 위해 금속 내부의 미세조직을 변화시키는 가열 및 냉각 조작

→미세 조직의 변화를 수반하지 않는 가열 및 냉각 과정은 기계적 성질의 변화를 거의 나타내지 않으므로, 열처리라고 말할 수 없다.

열처리는 왜 하는가?

1. 경도 또는 인장력을 증가시키기 위한 목적(담글질 후, 보통 취약해지는 것을 막기 위한 템퍼링 처리)

2. 조직을 연한 것으로 변화시키거나 또는 기계 가공에 적당한 상태로 하기 위한 목적(어닐링, 탄화물의 구상화 처리)

3. 조직을 미세화하고 방향성을 적게 하며, 편석을 적게 하고 균일한 상태로 만들기 위한 목적(노멀라이징)

4. 냉간 가공의 영향을 제거할 목적(중간 어닐링, 변태점 이하의 온도로) 가열함으로써 연화처리)

5. 조직을 안정화시킬 목적(어닐링, 템퍼링, 심랭 처리와 템퍼링의 혼용

강이란 무엇인가?

철과 탄소와의 함금을 말함

왜 강을 많이 사용하는가?

재료비가 염가이고, 열처리 및 가공에 의해서 여러 가지 성질을 다양하게 변화시킬 수 있으며. 또 소성  가공이 용이하므로 원하는 형상의 제품으로 제조하기가 쉽기 때문이다.

잠열이란 무엇인가?

하나의 변태에서 또 다른 변태로 변할 때 변태과정에서 열이 수반되는데, 이를 변태의 잠열이라 부름

철을 가열할 때 변태가 일어나는 점에서는 온도가 상승을 멈추는데, 이는 잠열을 얻기위함.

동소 변태란 무엇인가?

온도를 상승 도는 하강시켰을 때 한 상에서 다른 상으로 전이하는 것을 변태라고 하는데, 동일 한 원소내에서의 변태를 동소 변태라고 한다.

체심 입방 격자(Body Centered Cubic) / 아래 그림의 왼쪽

원자 충전율 : 68%

페라이트(알파 철)

면심 입방 격자(Face Centered Cubic) / 아래 그림의 오른쪽

원자 충전율 : 74%

오스테나이트(감마 철)

사실 체심 입방 격자, 면심 입방 격자에 대한 내용은 열처리 관련 자료를 찾아보면 방대하게 기술된 게 많은데,

아래 그림과 원자 충전율만 알아도 충분하다고 생각합니다.

출처 : http://www.tikalon.net/blog/blog.php?article=2017/3D_stainless

동소변태시의 체적 변화

BCC 구조를 가지는 페라이트 보다 FCC 구조를 가지는 오스테나이트가 밀도가 작다.

이러한 이유로 페라이트 ↔ 오스테나이트 변태가 발생하는 910℃ 에서의 급격한 체적 변화가 발생한다.

(온도가 상승함에 따라 강은 길이가 늘어나는데, 910℃에서는 수축이 발생합니다.)

*해당 포스팅은 완전히 전문적인 내용이 아니며, 필자가 공부를 하며 메모하는 식으로 쓴 글입니다.

*100% 학술자료에 바탕하여 작성하지 않았으며, 일부의 내용은 학설과 다를 수 있습니다.

*따라서 포스팅의 내용은 추가되거나 수정될 수 있습니다.

*언제든 잘못된 부분이 있으면 지적해주시면 감사하겠습니다.