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안녕하세요! 공돌이 인생무상입니다! 이번에는 담금질에서 다루지 못했던 내용 중 질량효과에 대한 이야기를 해보려고 합니다.
질량 효과?
질량효과는 간단히 말해 크고 뜨거운 강재가 식을 때 표면과 중심부가 식는 속도가 달라서 일어나는 일을 말합니다. 질량효과가 크다면 담금성이 나쁘다고 말하는데 담금성이 나쁜 재질은 경도가 높은 부위가 표면 근처에서만 발생한다는 뜻이죠. 다르게 말하면 질량효과가 작아 담금성이 좋은 재질은 경도가 재질 속 부위에까지 잘 나온다는 뜻도 됩니다. 그 전에 용어 하나만 알고 가야할 것 같네요. 임계경도라는 용어인데요.
이를 간단히 그림으로 표현하면 다음 그림과 같습니다.
a, b, c는 화학 구성물이 다른 강재입니다. a는 탄소가 많이 들어간 소재며 b는 탄소가 적게 들어가고 대신 Ni, Cr, Mo, Mn같은 금속이 첨가된 합금강이고, c는 탄소도 적고 금속도 적게 들어가는 강재입니다. 이 세 종류의 강재를 담금 열처리 했을 때 깊이에 따른 경도를 나타낸 것입니다.
이 그림들을 보면 확실히 알 수 있는 것은 다음과 같습니다.
1. 탄소가 많이 들어갈 수록 질량효과가 크다. (담금성이 나빠 임계경도가 깊게 나오지 못함)
2. Ni, Cr, Mo, Mn등이 포함될 경우 담금성이 좋아져 임계경도가 깊게 나옴.
그럼 이 담금성을 확인하는 방법은 무엇이 있을까요?
조미니 시험법 (Jominy Test)
담금성 확인을 하는 방법으로는 조미니 시험법이란 방법이 있습니다. 이 방법은 아주 대표적인 방법이며 기계 재료에 대해서 공부하는 분들이라면 꼭 알아야하는 시험법입니다. 왜냐면 해당 시험 방법과 관련한 KS 규격까지 있을 정도니까요.
KS D 0206 강의 한쪽 끝 퀜칭에 의한 경화능 시험 방법이라는 이름의 산업표준을 읽어보시면 시험 방법과 시편의 크기에 대한 내용이 있습니다. 시험편의 치수와 시험 방법, 경도 측정 위치, 시험 보고서에 포함되어야 할 내용이 있으니 자세히 알고 싶다면 이 규격을 읽어보시는 것이 도움이 될 것입니다.
빠르게 간략하게 아시고 싶다면 이렇게 요약하면 될 것 같습니다.
1. 사용 시편 : 25mm, 길이 100mm 시험편
2. 시험편을 적절히 가열 한 후 물을 분사해 식힘.
3. 시험편을 규격에 정해둔 측정점에서 경도 측정을 함
https://www.youtube.com/watch?v=JpuscwGnYqk
그리고 이 영상을 통해 조미니 시험이 어떻게 진행되는지도 파악할 수 있습니다. 혹시 글로만 봤을 때 잘 이해가 안된다고 하시면 이 영상을 보시기 바랍니다.
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