강철 열처리에는 특정 요구 사항과 처리되는 강철의 종류에 따라 일반적으로 몇 초에서 최대 60시간 이상 걸리는 공정이 포함됩니다. 이 프로세스에는 지정된 온도로 가열하고, 해당 온도에서 적절한 시간 동안 유지하고, 규정된 방법에 따라 냉각하는 세 가지 기본 단계가 포함됩니다.
가열 및 담금질: 열처리의 첫 번째 단계는 강철을 특정 온도로 가열하는 것으로, 최대 2,400°F(1316°C)까지 올라갈 수 있습니다. 온도 선택은 강철의 종류와 원하는 특성에 따라 달라집니다. 예를 들어 300계 오스테나이트 스테인리스강은 1050~1150°C로 가열하는 반면 400계 페라이트계 스테인리스강은 이보다 낮은 온도인 약 900°C로 가열합니다. 담금 시간이라고 하는 이 높은 온도에서 보내는 시간은 매우 다양합니다. 일부 빠른 공정의 경우 몇 초 정도로 짧을 수도 있고 복잡한 처리의 경우 60시간 이상 걸릴 수도 있습니다. 담금 시간은 필요한 야금 반응이 일어나고 강철이 원하는 미세 구조와 특성을 얻을 수 있도록 하기 때문에 매우 중요합니다.
냉각: 담금 기간이 끝나면 특정 방법에 따라 강철을 냉각합니다. 냉각 공정은 경도 및 인성과 같은 강철의 최종 특성을 결정하기 때문에 매우 중요합니다. 예를 들어 300 시리즈 오스테나이트 스테인리스강의 경우, 균일한 과포화 오스테나이트 고용체를 얻기 위해서는 급속 냉각이 필수적입니다. 냉각 속도는 약 55°C/s여야 하며, 카바이드 침전을 방지하기 위해 550~850°C의 온도 영역에서 강철을 빠르게 제거해야 합니다. 반면 400 시리즈 페라이트계 스테인리스강은 어닐링 구조를 달성하기 위해 보다 점진적인 냉각 공정을 사용합니다.
특정 열처리 공정: 강철의 종류에 따라 다른 열처리 공정이 필요합니다. 예를 들어, 불활성 환경에서 금속을 경화시키는 데 사용되는 진공 열처리는 3시간에서 24시간이 소요될 수 있습니다. 이 공정에는 산화와 스케일링을 방지하기 위해 진공 챔버에서 금속 부품을 가열하는 과정이 포함되며, 균일성과 반복성을 보장하기 위해 컴퓨터로 제어됩니다. 또 다른 예는 응력 완화로, 부품을 특정 온도(재료에 따라 다름)로 최소 1시간 동안 가열하여 내부 응력을 제거한 다음 공냉하는 방식입니다.
요약하면, 강철 열처리 시간은 특정 공정, 강철의 종류 및 원하는 특성에 따라 몇 초에서 몇 시간 또는 며칠까지 매우 다양할 수 있습니다. 가열, 담금, 냉각 등 공정의 각 단계는 최종 제품에서 최적의 특성을 달성하기 위해 맞춤화됩니다.
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