침탄은 저탄소 강재의 표면층에서 탄소 함량을 크게 높이는 공정입니다. 이 공정은 경도 및 내마모성과 같은 강철의 기계적 특성을 개선하는 데 필수적입니다.
침탄의 탄소 함량은 얼마인가요? (5가지 핵심 포인트 설명)
1. 초기 강재 구성
12L14, 1018, 8620과 같이 침탄에 일반적으로 사용되는 강재는 초기 탄소 함량이 0.05%~0.3%로 낮습니다. 탄소 함량이 낮기 때문에 연성이 좋고 성형이 쉽지만 높은 내마모성이나 피로 강도가 필요한 용도에 사용하기에는 충분히 단단하지 않습니다.
2. 침탄 공정
침탄 과정에서 강철 부품은 탄소가 풍부한 대기 또는 진공 상태에서 일반적으로 900°C~1000°C 또는 1200F~1600F 사이의 고온으로 가열됩니다. 이러한 환경에서는 탄소가 강철 표면으로 확산되어 강철에 탄소가 풍부해집니다. 이 공정은 표면층의 탄소 함량이 0.8%에서 1.2%로 강철의 유텍토이드 조성(탄소 0.8%)에 가깝도록 제어됩니다.
3. 탄소 함량 증가의 목적
표면층의 탄소 함량이 증가하면 미세 구조가 변형되어 후속 담금질 시 마르텐사이트와 같은 더 단단한 상 형성을 촉진합니다. 그 결과 더 부드럽고 연성이 높은 코어를 유지하면서 단단하고 내마모성이 강한 표면층이 만들어집니다. 이 조합은 부품이 높은 응력과 마모를 견뎌야 하는 많은 기계 응용 분야에 이상적입니다.
4. 제어 및 최적화
침탄 중 용광로 대기의 탄소 전위는 신중하게 제어해야 합니다. 수준이 잘못되면 오스테나이트 잔류, 입자 경계 산화, 표면 균열과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 문제는 처리된 강철의 기계적 특성을 저하시킬 수 있습니다.
5. 환경 및 운영 고려 사항
진공(저압) 침탄과 같은 최신 방법은 환경에 미치는 영향 감소(CO2 배출 없음), 침탄 공정에 대한 제어 개선 등의 이점을 제공합니다. 이 방법은 진공로에서 아세틸렌을 침탄 가스로 사용하므로 탄소 분포가 균일하고 기계적 특성이 향상될 수 있습니다.
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