강철 열처리는 짧게는 몇 초에서 길게는 60시간 이상까지 소요 시간이 크게 달라질 수 있는 공정입니다. 이러한 차이는 특정 요구 사항과 처리되는 강철의 유형에 따라 달라집니다. 이 공정에는 지정된 온도로 가열하고, 해당 온도에서 적절한 시간 동안 유지하고, 규정된 방법에 따라 냉각하는 세 가지 기본 단계가 포함됩니다.
4가지 주요 단계 설명
1. 가열 및 담금질
열처리의 첫 번째 단계는 강철을 특정 온도로 가열하는 것입니다. 이 온도는 최대 2,400°F(1316°C)까지 올라갈 수 있습니다. 온도의 선택은 강철의 종류와 원하는 특성에 따라 달라집니다. 예를 들어 300 계열 오스테나이트 스테인리스강은 1050~1150°C로 가열하는 반면 400 계열 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.
2. 냉각
담금 기간이 끝나면 강철은 특정 방법에 따라 냉각됩니다. 냉각 공정은 경도 및 인성과 같은 강철의 최종 특성을 결정하기 때문에 매우 중요합니다. 예를 들어 300 시리즈 오스테나이트 스테인리스강의 경우 오스테나이트의 균일한 과포화 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 얻기 위해 보다 점진적인 냉각 공정을 사용합니다.
3. 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 예로 응력 완화는 부품을 특정 온도(재료에 따라 다름)로 최소 1시간 동안 가열하여 내부 응력을 제거한 후 공랭하는 공정입니다.
4. 요약
요약하면, 강철 열처리 시간은 특정 공정, 강철의 유형 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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