profile 이문수 2000-06-12 17:35:16
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안녕하세요.
제가 설계를 하는데 있어서 궁금한 사항이 있어서 문의를 드립니다.
S20C 또는 A6061-T6를 사용하여 설계를 하고자 합니다.
상기의 부품을 기계가공하여 사용하고자 하는데, 기계가공을 하게 되면 가공경화에 의해서 소재의 물성치가 변하게 되는지 궁금합니다. 그리고 가공경화에 의해 소재의 물성치가 변하게 되면, 가공하기 전 소재 상태의 물성치로 돌아가게 하는 방법은 없는지 궁금합니다.(열처리를 통해서...)
상기의 소재에 대한 물성치나 기계적 특성, 열처리 방법등에 대해서 알려주시면 고맙겠습니다.

김준영 2000-06-13 13:19

안녕하십니까?

문의하신 S20C의 경우 `기계구조용 탄소강 강재`로서, 제법은 킬드강에서 제조하며 S는 강(Steel)을 의미하며 20은 Carbon의 함유량(%)의 백분율 평균치를 의미합니다. 즉 탄소(Carbon)을 0.18~0.23%정도 함유하므로 평균치는 약 0.2% =20/100이며, 탄소함유량으로부터 대략 특성을 유추할 수 있습니다. 인장강도는 41(kgf/mm^2)이상입니다. 탄소함유량이 적어 열처리성이 나쁘며 일반적으로 불림(Normalizing) 처리한후 사용합니다. 가공성, 용접성은 좋으며 표면의 내마모성을 증대시키기위해 보통 `침탄처리`를 하여 사용합니다.

또한 Al6061-T6는 Al-Mg-Si계열의 가공용 알루미늄 합금으로써 뒤에 붙은 T6가 용체화 열처리후 인공시효경화 시킨것을 의미하므로 제조당시 이미 열처리된 상태입니다.

문의 하신 절삭가공후 잔유응력에따른 문제는 우선 절삭가공의 특성을 살펴야 합니다.
절삭가공은 소성가공과는 달리 Bulk Properties(질문하신 물성치에 해당함)를 변경하지 않습니다. 즉 표면에만 `인장` 또는 `압축` 잔유응력을 유발시키므로 그 제품의 사용처에따라 열처리 여부를 결정해야 합니다.
예를 들면 인장잔류응력을 극력 억제해야하는 마찰구동부의 경우 가공후 표면처리를 통해 표면에 발생한 응력을 제거할수 있지만 압축잔유응력은 제거하지 않아도 됩니다.
특별한 이유없이 무조건 잔유응력이 나쁜 것으로 생각하실 수도 있으나 이는 위험한 발상입니다. 또한 연삭가공을 하는 경우 가공조건에따라 표면에 인장잔류응력이 생길수도 있고 압축잔류응력이 생길 수도 있으므로 이는 실제 가공조건을 보지 않고는 말할 수 없습니다.
일반적인 열처리(예를 들면 가공후 템퍼링처리)는 제품의 체적특성을 변경시키므로 만약 절삭가공품의 표면 특성만 문제가 된다면 표면열처리 또는 기타 표면처리등을 고려하십시오.
S20C의 경우 특별한 열처리 제한이 없으나 일반적으로 열처리 특성을 개선시키기 위한 원소(Cr,Ni등)가 없으므로 열처리를 하시려면 소기의 목적에 부합하도록 하십시오(침탄처리 등).
아울러 Al6061-T6는 이미 열처리된 상태이므로 열처리보다는 아노다이징등을 고려 하심이 좋을것 같습니다.
감사합니다.

참고로 Technonet의 `재료기초`포럼의 `등록 문서`를 검색하시면 S20C와 Al6061-T6의 원하시는 특성치를 얻으실수 있습니다.

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