Steel Q+T 열처리 공정 및 성능 최적화

담금질 및 템퍼링: 철강 열처리 공정 및 성능 최적화

담금질 및 템퍼링(담금질 + 템퍼링)은 강철의 일반적인 열처리 공정으로, 일반적으로 강철의 특성을 개선하는 데 사용됩니다. 담금질 및 템퍼링의 주요 목적은 적절한 가열 및 냉각 과정을 통해 강철의 균형 잡힌 조직 구조를 달성하여 강도, 경도 및 인성을 향상시키는 것입니다. 이 프로세스에는 일반적으로 다음 단계가 포함됩니다.

가열(오스테나이트화): 강철은 먼저 임계 온도(즉, 오스테나이트화 온도) 이상으로 가열되어 고온 강철 조직인 오스테나이트(오스테나이트)로 완전히 변태됩니다.
침지(Soaking): 강철은 구조의 균질화를 보장하기 위해 일정 기간 동안 고온에서 유지됩니다. 이 단계는 재료의 경화성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
냉각(Quenching) : 강을 급속 냉각시켜 오스테나이트를 마르텐사이트로 빠르게 변태시켜 경도를 높이는 것입니다. 냉각 매체 선택과 냉각 속도 제어는 담금질 및 템퍼링 공정의 성공에 매우 중요합니다.
템퍼링: 담금질 및 템퍼링된 강철은 일반적으로 너무 부서지기 쉽고 단단하므로 경도를 줄이고 인성을 향상시키기 위해 템퍼링이 필요합니다. 이 단계에는 강철을 더 낮은 온도로 재가열하여 일정 시간 동안 따뜻하게 유지한 후 냉각시키는 작업이 포함됩니다.

담금질 및 템퍼링 강철은 어느 정도 인성을 유지하면서 더 높은 강도와 경도를 갖습니다. 이는 특히 강도와 인성의 균형이 필요한 다양한 엔지니어링 응용 분야에 적합합니다. 강철의 종류가 다르고 담금질 및 템퍼링 매개변수(온도, 시간, 냉각 속도 등)가 다르면 특성도 달라집니다. 따라서 담금질 및 템퍼링을 수행할 때 특정 합금 조성 및 적용 요구 사항을 기반으로 적절한 공정 계획을 개발해야 합니다. 탄소강은 최종 열처리 없이 사용되는 경우가 많지만, 제조 및 기계적 특성을 향상시키기 위해 어닐링, 표준화, 표면 경화 또는 템퍼링을 수행할 수 있습니다.

SS400 연강

SSS400/Q235는 탄소 함량이 0.12%~0.2% 사이인 일반 저탄소 구조용 강으로 No. 10~No. 20 강에 해당합니다. 이론적으로는 담금질하여 마르텐사이트를 얻을 수 있지만 마르텐사이트 탄소로 인해 과포화도가 매우 낮고 담금질 후 경도가 매우 낮아 약 170HBS에 불과합니다. 이 강철의 공급 상태에서의 경도는 약 144HBS입니다(공장 출고 전 표준화됨). Q235로 담금질하면 강도와 경도의 증가가 뚜렷하지 않으며 변형, 균열, 산화, 탈탄 및 열처리 비용이라는 열처리 단점에도 직면해야 하므로 매우 비경제적입니다. ss400 연강은 일반적으로 열처리 없이 구매됩니다. 일반적으로 다량의 강철이 필요한 엔지니어링 프로젝트에 사용됩니다. 양이 엄청납니다. 일반적으로 열간압연 후에 사용됩니다. 열간압연은 열처리를 정상화하는 것을 의미합니다. 열처리를 하지 않는 데는 여러 가지 이유가 있습니다.

- 이러한 경우에는 높은 기계적 요구 사항이 필요하지 않습니다.
- 철강 부품의 부피가 너무 커서 열처리가 실용적이지 않습니다.
- 재질이 저렴하고 품질 요구사항이 상대적으로 낮으며, 저탄소강이므로 열처리 효과가 그다지 좋지 않습니다.
- 꼭 Q235를 사용하여 경화시켜야 한다면 침탄만 하면 되지만 비용대비 효율이 좋지 않습니다.

1045/S45C 탄소강
1045/S45C 강철은 일반적으로 사용되는 중간 탄소 담금질 및 템퍼링 구조용 강철입니다. 이 강철의 저온 소성은 평균입니다. 어닐링 및 노멀라이징은 담금질 및 템퍼링보다 약간 더 좋습니다. 강도가 더 높고 가공성이 좋습니다. 적절한 열처리 후에는 어느 정도의 인성, 가소성 및 내마모성을 얻을 수 있습니다. 재료 소스가 편리합니다. 수소 용접, 아르곤 아크 용접에는 적합하지만 가스 용접에는 적합하지 않습니다. 용접 전 예열이 필요하며, 용접 후에는 응력완화 어닐링을 실시해야 합니다. 노멀라이징은 경도가 160HBS 미만인 블랭크의 절단 성능을 향상시킬 수 있습니다. 담금질 및 템퍼링 처리 후 이 강의 종합적인 기계적 특성은 다른 중탄소 구조강에 비해 최적화되어야 합니다. 그러나 이 강의 담금질성은 낮습니다. 수중에서 임계 경화 가능 직경은 12~17mm이며, 수중 담금질 시 균열이 발생하는 경향이 있습니다. 직경이 80mm보다 크면 담금질 및 템퍼링 또는 표준화 후에 기계적 특성이 유사합니다. 중형 및 소형 금형 부품의 담금질 및 템퍼링 처리 후 더 높은 강도와 인성을 얻을 수 있습니다.

1045/S45C 탄소강의 응용:
- DIN 6883-1956 웨지 키 제조 재료 중 하나로 사용할 수 있습니다. 등급 8.8 및 9.8 M16 이하의 볼트, 등급 10.9 및 M22 이하의 볼트, 등급 8, 9 및 10의 너트, 등급 300HV의 와셔를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. JC/T 5057을 참조하세요.40-1995 .
- 8.8S M20 이하 철구조물용 고강도 대형 육각볼트, 10H 또는 8H급 대형 육각너트, Performance Grade 35~45HRC 고강도 와셔 제작에 사용 가능합니다. GB/T 1231-2006를 참조하세요.

25CrMo4/35CrMo4/42CrMo4강철 Q+T
위의 재료는 모두 저탄소 합금강으로 크롬, 몰리브덴 등의 합금 원소를 함유하고 있으며 담금질성이 높고 템퍼링 취성이 없습니다. 25CrMo4 합금강은 500도 이하의 충분한 고온 강도, 매우 우수한 용접성, 냉간 균열 형성 경향이 적고 기계 가공성 및 냉간 변형 가소성이 우수합니다. 35CrMo4 강철은 일반적으로 담금질 및 템퍼링 또는 침탄 및 담금질 상태로 사용됩니다. 이 강의 열처리 사양: 880도 담금질, 수냉, 오일 냉각; 500도 템퍼링, 수냉, 오일 냉각. 42CrMo4 합금강은 고압 파이프 및 다양한 패스너, 비부식성 매체 및 작동 온도가 250도 미만이고 질소 및 수소 혼합물을 포함하는 매체에서 작동하는 기어 및 샤프트와 같은 고급 침탄 부품을 제조하는 데 사용됩니다.

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