꿀잼 기계항공공학

  안녕하세요! 공돌이 인생무상입니다!  열처리편이 정말 길어지네요... 열처리에 대해 알면 알 수록 정말 많은 내용이 나옵니다.  저번 7편에 이어서 이번에는 담금 열처리의 일종인 심냉 열처리에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 

심냉 열처리란?

 심냉열처리의 심냉은 0도씨 온도 이하의 온도에서 냉각시킨다는 뜻입니다. 

 일반적으로 심냉 열처리는 담금질 후 바로 시행합니다. 다만 너무 빠르게 냉각시키지는 않습니다. 그랬다간 제품이나 소재에 균열이 발생할테니까요. 보통 그렇게 시행하며, 특수한 경우에는 담금질 후 어느 정도 시간동안 뜨임을 한 후에 심냉 열처리를 진행하는 경우도 있다고 합니다. 하지만 ! 일반적으론 담금질 직후 바로 시행하는 겁니다.  하지만 조금 특수한 경우라면 제품의 크기가 크고 두께가 두껍거나 두께가 불균일한 경우에는 심냉 열처리 이전에 100 ºC 끓는 물속에서 1시간 정도 뜨임을 하여야 합니다. 즉, 이걸 간단히 요약하면 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

  -  1.  일반적인 심냉 열처리는 담금질 후 곧바로 심냉 열처리 절차에 들어가야함. 다만 냉각속도는 빠르

          게 하지 못함.  균열을 방지하기 위함임.

 -  2.  제품의 크기가 크고 두께가 두껍거나 불균일한 제품은 심냉 열처리 이전에 100ºC 끓는 물속에서

         1시간 정도 뜨임 열처리 후 심냉 열처리 절차에 들어감. 

 이 열처리가 여기서 바로 끝...일 리가 없겠죠? 심냉 열처리 후 탈탄층이 생기면 제거해줘야하며 심냉 열처리 후에는 공기 중에 방치하는 방법보다 수중에 재료를 넣어 해동시키는 방법도 있습니다. 

 이 사진은 심냉 열처리 후 제품의 사진입니다. 약간 하얘졌는데... 공기중의 수분이 얼어서 저렇게 된 것 같네요. 

심냉 열처리 그 목적

 이 열처리의 목적은 단 하나의 오스테나이트 결정 구조를 제품에 남기지 않기 위해서입니다. 왜 오스테나이트가 잔류하면 안되느냐? 

 오스테나이트가 제품에 잔류해버릴 경우 경도 저하, 치수불안정, 균열등의 불량이 발생할 수 있습니다. 특히 베어링류 제품이나 게이지류 제품에서 그런 불량이 발생하면 절대로 안되기 때문에 0ºC 보다 낮은 온도로 냉각시켜 잔류오스테나이트를 확실하게 제거해버리겠다는 것이죠. 잔류오스테나이트가 제거되면 ...

 -  1.  제품의 경도 및 성능 향상

 -  2.  게이지 및 베어링류 제품의 조직 안정화

 -  3.  균열 및 변형 방지

 -  4.  스테인레스 강에 심냉 열처리 할 경우 기계적 성질 향상

심냉 열처리용 냉매

 냉매는 보통 드라이아이스와 액체 질소를 많이 사용합니다.  냉매의 종류에 따라 심냉 열처리의 온도도 달라진다고 보면 됩니다.

 -  1.  드라이아이스 사용 시 

          -75 ºC 혹은 -78 ºC 온도에서 심냉 열처리를 진행

-  2.  액체 질소 사용 시 

          --190 ºC  온도에서 심냉 열처리를 진행

참고 자료

1. Totten G.E , Steel Heat Treatment Metallurgy and Technologies-(CRC) (2006)

2. https://likekderi.tistory.com/7 - 심냉열처리에 대해 설명하시오

3. 에듀인컴, 기계기술사, 예문사(2022년 7월 30일, 4차 개정)