안녕하십니까...

이 분야가 처음이시라면 알맞은 책을 보시거나 아니면 여기저기 인터넷을 들여다 보면 좋은 글들을 찾을 수 있을 것으로 생각합니다. 수고스러우시더라도 한번 찾아보는 기쁨을 즐기시기 바랍니다. 물론 조금의 인내심은 필요하겠지요...

1. 고주파열처리와 침탄열처리는 그 특성이 매우 틀립니다. 우선, 대상으로 하는 강종이 다릅니다. 침탄강의 경우 탄소함량이 낮은 강을 대상으로 하지만, 고주파열처리의경우 탄소함량이 어느정도는 있어서 미세한 탄화물이 적당하게 분포하고 있는 경우에 유효합니다. 강의 열처리에 있어서 경도는 마르텐사이트와 상관이 많습니다. 즉, 탄소함량과 매우 밀접한 관계가 있지요.. 탄소함량이 증가하면 (물론 어느정도의 탄소함량까지이지만) 경도가 증가합니다.(퀜칭시) 따라서 침탄의 경우 표면층의 탄소함량을 높여서 퀜칭-템퍼링하므로서 경도의 증가를 꾀하고, 고주파열처리의 경우 대상강이 원래 갖고 있는 탄소함량에 의하여 표면만을 국부적으로 퀜칭하는 것입니다. 따라서 경도가 유사하게 나타날 수 있지요... 경화깊이도요... 아마도 탄소함량이 비슷할 것이라 생각이 됩니다만...
침탄에서의 경화층깊이는 가열시간과 관련이 많고, 고주파열처리의 경우는 전류와 관련이 많지요.. 하지만, 재료를 선택하여 사용할 경우에 무작정 깊은 곳까지 경도를 높이지는 않지요.. 둘의 목적이 모두 표면층의 경도를 높이기 위해서 하는 작업이므로 어찌 되었던 간에 비슷한 깊이까지 경화시키는 것이겠지요... 침탄에서 시간이 무작정 길어진다고 해서 좋은 것도 아니고, 고주파의 경우도 마찬가지겠지요.. 경제적인 문제도 포함되는 것이고.. 알아서 생각하시기 바랍니다..


2. 질문이 좀 애매하기는 합니다만, 퀜칭시의 경도와 퀜칭 후 템퍼링시의 경도가 차이가 별로 없다는것으로 이해를 하고 답변을 드리도록 하겠습니다.
퀜칭은 아시겠지만, 어느정도의 탄소함량을 가진 강에서 마르텐사이트를 형성시키는 것입니다. 퀜칭을 하면 경도는 높아지지만,(물론 무턱대고 높아지는 것은 아니지요, 록크웰 C로 약 68정도가 최대치이지요.. 아마도) 취성이 발생합니다. 균열도 생길 수 있구요.. 이는 변태응력(오스테나이트-마르텐사이트 변태)과 열응력 때문이지요... 이들 응력때문에 재료에 내부응력이 쌓여서 균열이 생기는 것입니다. 퀜칭 후 템퍼링을 하는 목적 중의 하나가 이 내부응력을 없애주어서 재료를 질기게 (유식한 말로는 인성이라고 하지요) 만드는 것입니다. 그런데 템퍼링하는 온도는 약 500도씨 근방으로 변태온도 위로 올라가는 것이 아니기 때문에 상변태가 생기는 것은 아닙니다. 단지 마르텐사이트내의 탄화물이 좀 무뎌지는 것이죠.. 그래서 경도는 약간 감소합니다. 경화강(H강이라고 하죠)에서는 퀜칭시와 템퍼링시에 약 5정도의 경도 차이(로크웰 C로)가 있다고 합니다. 따라서 질문하신대로 경도가 전혀 변하는 것은 아니지만, 어느정도 유지를 하면서 인성을 부여하기 위해서 템퍼링을 하는 것이므로 경도는 아주 조금 떨어집니다. 이는 통상적인 이야기구요..

만약 템퍼링 온도가 높다거나 아니면 아주 길게 했다면,.... 경도의 감소는 심하겠죠....

한가지 재료의 특성을 결정하는 대부분은 조직입니다. 합금원소의 첨가도 결국은 조직의 변화를 가져오기 때문이라 생각합니다. 특히 강에서는 가지고 있는 조직이 어떤가에 따라 특성이 거의 결정되다시피 합니다. 탄소가 많으면 경화되는 정도가 좋다는 것도 마르텐사이트의 탄화물 양이 많아지기 때문으로 생각하면 쉽지요...

그리고, 템퍼링시 경도가 증가하는 경우는 2차경화라고 고속도강과 같이 강한 탄화물 형성원소가 함유되어 있을 경우에 템퍼링온도에서 이 합금탄화물이 형성되어서 일어나는 것입니다. 그래서 템퍼링시 나타나는 균열도 있지요...

3. 연질화...

가스 질화법의 경우 처리 시간이 너무 길고, 규정된 질화용 강에서만 처리가 가능한 단점이 있습니다. 연질화의 경우 처리시간을 단축하고 일반 구조용강에서도 적용이 가능하도록 개발된 것입니다. 시안화합물을 주성분으로 한 염욕(Salt bath)에서 가열하는 것입니다. Al, Cr, Mo, V등을 함유한 강이 질화용 강으로 분류되고 있습니다.
연질화의 경우 질화가 신속하게 이루어지며, 오스테나이트계 스테인레스강에도 적용이 가능합니다. 단지 시안화합물이 공해 물질이므로 곤란하지만, 현재에는 RX가스에 암모니아가스(가스질화법에서 사용하죠.. 암모니아)를 첨가한 혼합가스에 의해서 처리하는 가스 연질화법 또는 글로우방전을 이용한 이온질화법을 사용하고 있습니다.
연질화는 말 그대로 일반 질화법보다는 경도가 상대적으로 낮습니다...

그러나 Cr 등을 함유한 강에서는 아주 경한 질화층을 얻을 수 있습니다.


어때요... 도움이 되셨나요...???

도움이 되셨길 바랍니다..

저도 우연한 기회에 열처리 공부를 다시하고 있습니다만, 모르는 것이 너무 많군요..

서두에도 말씀드렸지만 여기저기 많은 자료들이 산재해 있습니다. 이런 것들을 찾아보는 즐거움도 큰 즐거움 중의 하나이지요... 비단 제 생각만은 아닌 것으로 생각합니다만... 하하... 사설이 길었습니다.

전채홍이 씁니다...



조명기님의 글
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저는 자동차 부품을 제조하는 회사에서 QM부서에서 근무하는 조명기라고
합니다. 자동차 관련업종이 처음인지라 특히 열처리 관련해서 몇가지
의문사항이 있어서 글 올립니다.

1. 고주파 열처리와 침탄열처리는 어떠한 경우에 달리 열처리를 하는지요?
그리고 위 두가지는 열처리후 경화층 깊이와 표면경도에서 유사하게
나타나고 있는데 그 이유는 무엇인지요?

2. 퀀칭템퍼링의 이론은 열처리 전과 후의 경도값의 차이는 없다고 하는데
그 이유는 무엇인지요?

3. 연질화 열처리는 어떠한 경우에 사용하는지요 ?



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답변 감사드립니다.
그동안 다뤄보지 못했던 분야라 조금은 생소한 단어가 많아서
이해하기는 힘들지만 쉽게 얻은 지식은 금방 잊어버리게 되더라구요
좀더 찾아서 공부하고 질문이 있으면 그때 또 답볍 부탁드리겠습니다.