열처리 공정의 종류

열처리는 금속의 물리적, 화학적 성질을 변화시키는 중요한 공정입니다. 다양한 열처리 방법들이 있으며, 각각의 방법은 특정 온도 범위에서 수행되고 특정 용도로 사용됩니다. 아래에서 각 열처리 방법의 대략적인 온도와 사용처를 설명하겠습니다.

 

1. 담금질 (Quenching)

금속을 고온에서 가열한 후 빠르게 냉각하는 과정입니다. 이 과정은 금속을 경화시키며, 강철의 경우 마르텐사이트라는 강하고 취성이 있는 상태로 변환시킵니다.

• 온도: 강철의 경우 약 700-900°C (종류에 따라 다름)
• 사용처: 주로 강철을 매우 경화시키고자 할 때 사용됩니다. 칼날, 기계 부품, 기어 등의 제조에 사용됩니다.

2. 불림 (Annealing)

금속을 일정 온도까지 가열한 후 천천히 냉각시키는 과정입니다. 이 과정은 금속을 연화시켜 가공성을 향상하고, 내부 응력을 제거하며, 결정 구조를 조정합니다.

• 온도: 대략 500-700°C (금속의 종류에 따라 다름)
• 사용처: 연성을 증가시키고 가공하기 쉽게 만들기 위해 사용됩니다. 주조, 용접, 가공이 필요한 금속 제품에 사용됩니다.

3. 노말라이징 (Normalizing)

금속을 특정 온도까지 가열한 후 공기 중에서 냉각시키는 과정입니다. 이 과정은 불림과 비슷하지만, 냉각 속도가 더 빠릅니다. 이는 불균일한 결정 구조를 균일하게 만들고, 기계적 성질을 개선합니다.

1. • 온도: 강철의 경우 약 800-900°C
   • 사용처: 강철의 내부 구조를 정상화하고 기계적 성질을 개선하기 위해 사용됩니다. 기계 구조용 강, 용접 구조용 강 등에 사용됩니다.

4. 템퍼링 (Tempering)

담금질한 금속을 다시 가열하여 과도한 경도와 취성을 줄이는 과정입니다. 이 과정은 경도와 인성 사이의 균형을 맞추기 위해 사용됩니다.

1. • 온도: 약 200-500°C (담금질 후 수행)
   • 사용처: 담금질로 인한 과도한 경도와 취성을 줄이는 데 사용됩니다. 특히 절삭 도구, 스프링, 축 등에 사용됩니다.

5. 경화 (Hardening)

특정한 조건에서 금속을 가열한 후 빠르게 냉각하는 과정으로, 금속의 표면이나 전체적인 경도를 증가시키기 위해 사용됩니다.

1. • 온도: 담금질과 유사하게 700-900°C 범위
   • 사용처: 부품의 마모 저항성을 높이기 위해 사용되며, 기어, 샤프트, 베어링 등에 사용됩니다.

6. 카보나이징 (Carburizing)

철 또는 강철을 탄소가 풍부한 환경에서 가열하여 표면층에 탄소를 침투시키는 과정입니다. 이를 통해 표면의 경도가 증가합니다.

• 온도: 약 850-950°C
• 사용처: 표면 경화가 필요한 부품에 사용됩니다. 예를 들어, 기어, 캠, 샤프트 등의 표면을 강화하기 위해 사용됩니다.

7. 니트라이딩 (Nitriding)

금속을 질소가 풍부한 환경에서 가열하여 표면에 질소를 침투시키는 과정입니다. 이 과정은 표면의 마모 저항성을 증가시키고 부식 방지 특성을 향상합니다.

1. • 온도: 약 500-550°C
   • 사용처: 마모 저항성과 부식 방지가 필요한 부품에 사용됩니다. 예를 들어, 터빈 블레이드, 크랭크 샤프트, 기계 부품 등에 사용됩니다.

 

이러한 열처리 과정은 금속의 종류, 원하는 기계적 성질, 제품의 최종 용도에 따라 달라질 수 있습니다. 정확한 온도와 공정 조건은 사용하는 금속의 종류와 성질에 따라 결정됩니다.