퀜칭(Quenching, KS기호: HQ) - 담금질 - 소입(燒入)
담금질은 열처리의 대표적인 것으로 강에 영혼을 넣는 기술이라고 한다. 담금질은 강을 경하게 만드는 열처리이다. 경화시키기 위해서는 오스테나이트화 온도로부터 급냉하지 않으면 안되므로 담금질을 퀜칭(Quenching)이라 한다. 퀜치 하드닝(Quenchhardening:급냉경화)이라는 것이 정식 호칭이다.
스테인리스(STS 304)이나 고망간강(SCMnH)은 급냉해도 경하게 되지 않는다. 이 경우에 조작은 담금질과 동일 하나 고용화열처리(STS 304), 수인처리(SCMnH)를 한다.
1) 퀜칭의 키 포인트는 급냉이다. 물론 가열에서는 변태점+50℃의 온도로 가열하여 오스테나이트 조직으로 할 필요가 있다. 급냉이나 담금질의 경우에는 임계구역에서는 빨리, 위험구역에서는 천천히 냉각해야 한다. 급냉은 임계구역에서만 하며 뒤에는 서냉한다. 임계구역내의 급냉은 아무리 빨리 냉각 시켜도 지장은 없다. 균일하게 급냉시키면 담금질 변형도 없다. 그리고 위험구역에서는 천천히 냉각시킴에 따라 담금질 균열도 나타나지 않고 경하게 경화된다.
2) 인상(引上) 담금질은 "빨리, 천천히"의 담금질 냉각을 실행하기 좋은 방법으로, 時間담금질로도 알려져 있다. 즉 오스테나이트화 온도로부터 물 또는 기름 속에 넣어두는 시간은 물건의 지름이나 판 두께에 따라 다르나 대략 다음과 같다.
① 물에 의한 담금질 : 물건의 지름 3mm에 대해 1초간 물에 담금(판두께의 경우에는 2mm에 대해 1초)
② 기름에 의한 담금질 : 물건 지름 3mm에 대해 3초간 기름에 담금(판두께의 경우에는 2mm에 대해 3초)
그 후 끄집어 내서 공냉하면 된다. 두가지 다 "빨리, 천천히"의 담금질원칙에 부합되는 것으로 "균열없이, 경하게" 경화 할 수 있다.
3) 등온(等溫) 담금질은 담금질액으로 등온의 열욕을 사용하는 담금질 방법으로 그 대표적인 것은 오스템퍼링과 마르퀜칭(마르템퍼링)의 두가지이다.
① 오스템퍼링(KS 기호: HTA)
300~500℃의 용융염을 냉각제로 사용한다. 이속에 오스테나이트화된 강부품을 담금질하고 등온변태가 완료된 후 끄집어 내서 공냉한다. 이 방법에 의하면 베이타이나 조직이 얻어지며 템퍼링을 하지 않아도 상당히 경하고 점성이 있는 성질이 얻어지므로 편리하다. 일명 베이나이트 담금질이라고도 알려져 있다.
오스템퍼링의 결점은 냉각제로 열염(熱鹽)을 사용하므로 지나치게 큰 부품에서는 임계구역의 냉각속도가 늦게 되어 오스템퍼링을 적용할 수 없다. SM-C材에서는 지름 5mm 이하의 것에만 오스템퍼링이 가능하다.
② 마르퀜칭(KS 기호: HQM)
이 방법은 "균열하지 않고, 경하고, 변형되지 않는" 것으로 경화시키는 데에 가장 적합한 방법이다. 그 요령은 기름 또는 염의 온도를 강의 Ms점과 동일하게 하고 이 열욕에 담금질하고 물품의 지름 25mm에 대해 약 4분 간의 비율로 유지한 후 끄집어 내서 공냉하는 것이다.
오스템퍼링과 다른 점은 열욕의 온도가 Ms점과 같다는 것, 그리고 열욕 유지 시간이 오스템퍼링보다도 짧다는 것이다. 열욕속에 너무 장시간 두는 것은 오스템퍼링으로 되어 베이나이트변화가 생긴다. 마르퀜칭은 과냉 오스테나이트를 말텐사이트로 변화시키기 위한 담금질이다. 그래서 마르퀜칭이라 한다.
오스템퍼링은 처리중에 템퍼링이 있으므로 별도의 템퍼링은 불필요하나 마르퀜칭은 퀜칭이 처리 중에 있으므로 템퍼링이 필요하다. 이를 마르퀜칭-템퍼링이라 한다.
4) 담금질할 때 주의사항
① 담금질 액(液)
담금질 액
종 류 액체온도(℃) 성 능 비 율
분수 (噴水) 5~30 아주 강렬 9
염(鹽)수 (10% 食鹽水) 10~30 강렬 2
가성 소다액(%) 10~30 강렬 2
물 10~30 강렬 1
기름 60~80 速 0.3
폴리머 담금질액 10~30 速 0.3
열 욕 (Salt) 200~400 速 -
교반하면 정지한 것의 배의 속도로 된다
최근에는 화재 또는 공해 때문에 기름보다는 오히려 수용성 담금질액(폴리머 담금질액)이 권장되고 있다. 이는 물의 비율에 따라 물로부터 기름까지의 냉각속도 중에서 임의의 냉각속도가 얻어지므로 편리하다.
② 담금질의 문제점과 그 대책
열담금질의 문제점과 그 대책
문제점 원 인 대 책
담금질 균열 형상이 나쁘다 어니일링담금질
냉각될 때까지 급냉 템퍼링
담금질 변형 만곡 오스템퍼, 마르웅칭
냉각의 불균일 (마르템퍼)
담금질 얼룩 수증기 부착 침탄, 질화, 고질
냉각방법의 불균일 화염 담금질
5) 담금질과 유사한 조작
① 18-8스테인리스강(STS 304)은 1100℃의 고온으로부터 수중급냉 시켜도 경하게 되지 않는다. 이는 오스테나이트 상태로부터 급냉시켜도 오스테나이트 조직으로 남게 되기 때문이다.
오스테나이트는 고용체이므로 스테인리스강에 대해서는 이 처리를 고용화열처리(高溶化熱處理) 또는 용체화처리(溶體化處理)라고 한다. 외견상으로는 물에 의한 담금질과 동일하나 경하게 되지 않으므로 담금질이라고 말할 수 없다.
② 고망간주강(HMnSC: 1%C, 13%Mn)은 1100℃의 오스테나이트화 온도로부터 수중급냉한 것이나, 이 또한 오스테나이트조직 그대로이므로 경하게 되지 않고 오히려 점성이 있게 된다. 따라서 이를 수인처리라 한다. 이것은 고망간강 주강품의 열처리에 대한 독특한 명칭이다.
※ 본 자료는 지식근로자들의 홈에서 참조하였습니다.
출처:http://www.mechanet.com
담금질은 열처리의 대표적인 것으로 강에 영혼을 넣는 기술이라고 한다. 담금질은 강을 경하게 만드는 열처리이다. 경화시키기 위해서는 오스테나이트화 온도로부터 급냉하지 않으면 안되므로 담금질을 퀜칭(Quenching)이라 한다. 퀜치 하드닝(Quenchhardening:급냉경화)이라는 것이 정식 호칭이다.
스테인리스(STS 304)이나 고망간강(SCMnH)은 급냉해도 경하게 되지 않는다. 이 경우에 조작은 담금질과 동일 하나 고용화열처리(STS 304), 수인처리(SCMnH)를 한다.
1) 퀜칭의 키 포인트는 급냉이다. 물론 가열에서는 변태점+50℃의 온도로 가열하여 오스테나이트 조직으로 할 필요가 있다. 급냉이나 담금질의 경우에는 임계구역에서는 빨리, 위험구역에서는 천천히 냉각해야 한다. 급냉은 임계구역에서만 하며 뒤에는 서냉한다. 임계구역내의 급냉은 아무리 빨리 냉각 시켜도 지장은 없다. 균일하게 급냉시키면 담금질 변형도 없다. 그리고 위험구역에서는 천천히 냉각시킴에 따라 담금질 균열도 나타나지 않고 경하게 경화된다.
2) 인상(引上) 담금질은 "빨리, 천천히"의 담금질 냉각을 실행하기 좋은 방법으로, 時間담금질로도 알려져 있다. 즉 오스테나이트화 온도로부터 물 또는 기름 속에 넣어두는 시간은 물건의 지름이나 판 두께에 따라 다르나 대략 다음과 같다.
① 물에 의한 담금질 : 물건의 지름 3mm에 대해 1초간 물에 담금(판두께의 경우에는 2mm에 대해 1초)
② 기름에 의한 담금질 : 물건 지름 3mm에 대해 3초간 기름에 담금(판두께의 경우에는 2mm에 대해 3초)
그 후 끄집어 내서 공냉하면 된다. 두가지 다 "빨리, 천천히"의 담금질원칙에 부합되는 것으로 "균열없이, 경하게" 경화 할 수 있다.
3) 등온(等溫) 담금질은 담금질액으로 등온의 열욕을 사용하는 담금질 방법으로 그 대표적인 것은 오스템퍼링과 마르퀜칭(마르템퍼링)의 두가지이다.
① 오스템퍼링(KS 기호: HTA)
300~500℃의 용융염을 냉각제로 사용한다. 이속에 오스테나이트화된 강부품을 담금질하고 등온변태가 완료된 후 끄집어 내서 공냉한다. 이 방법에 의하면 베이타이나 조직이 얻어지며 템퍼링을 하지 않아도 상당히 경하고 점성이 있는 성질이 얻어지므로 편리하다. 일명 베이나이트 담금질이라고도 알려져 있다.
오스템퍼링의 결점은 냉각제로 열염(熱鹽)을 사용하므로 지나치게 큰 부품에서는 임계구역의 냉각속도가 늦게 되어 오스템퍼링을 적용할 수 없다. SM-C材에서는 지름 5mm 이하의 것에만 오스템퍼링이 가능하다.
② 마르퀜칭(KS 기호: HQM)
이 방법은 "균열하지 않고, 경하고, 변형되지 않는" 것으로 경화시키는 데에 가장 적합한 방법이다. 그 요령은 기름 또는 염의 온도를 강의 Ms점과 동일하게 하고 이 열욕에 담금질하고 물품의 지름 25mm에 대해 약 4분 간의 비율로 유지한 후 끄집어 내서 공냉하는 것이다.
오스템퍼링과 다른 점은 열욕의 온도가 Ms점과 같다는 것, 그리고 열욕 유지 시간이 오스템퍼링보다도 짧다는 것이다. 열욕속에 너무 장시간 두는 것은 오스템퍼링으로 되어 베이나이트변화가 생긴다. 마르퀜칭은 과냉 오스테나이트를 말텐사이트로 변화시키기 위한 담금질이다. 그래서 마르퀜칭이라 한다.
오스템퍼링은 처리중에 템퍼링이 있으므로 별도의 템퍼링은 불필요하나 마르퀜칭은 퀜칭이 처리 중에 있으므로 템퍼링이 필요하다. 이를 마르퀜칭-템퍼링이라 한다.
4) 담금질할 때 주의사항
① 담금질 액(液)
담금질 액
종 류 액체온도(℃) 성 능 비 율
분수 (噴水) 5~30 아주 강렬 9
염(鹽)수 (10% 食鹽水) 10~30 강렬 2
가성 소다액(%) 10~30 강렬 2
물 10~30 강렬 1
기름 60~80 速 0.3
폴리머 담금질액 10~30 速 0.3
열 욕 (Salt) 200~400 速 -
교반하면 정지한 것의 배의 속도로 된다
최근에는 화재 또는 공해 때문에 기름보다는 오히려 수용성 담금질액(폴리머 담금질액)이 권장되고 있다. 이는 물의 비율에 따라 물로부터 기름까지의 냉각속도 중에서 임의의 냉각속도가 얻어지므로 편리하다.
② 담금질의 문제점과 그 대책
열담금질의 문제점과 그 대책
문제점 원 인 대 책
담금질 균열 형상이 나쁘다 어니일링담금질
냉각될 때까지 급냉 템퍼링
담금질 변형 만곡 오스템퍼, 마르웅칭
냉각의 불균일 (마르템퍼)
담금질 얼룩 수증기 부착 침탄, 질화, 고질
냉각방법의 불균일 화염 담금질
5) 담금질과 유사한 조작
① 18-8스테인리스강(STS 304)은 1100℃의 고온으로부터 수중급냉 시켜도 경하게 되지 않는다. 이는 오스테나이트 상태로부터 급냉시켜도 오스테나이트 조직으로 남게 되기 때문이다.
오스테나이트는 고용체이므로 스테인리스강에 대해서는 이 처리를 고용화열처리(高溶化熱處理) 또는 용체화처리(溶體化處理)라고 한다. 외견상으로는 물에 의한 담금질과 동일하나 경하게 되지 않으므로 담금질이라고 말할 수 없다.
② 고망간주강(HMnSC: 1%C, 13%Mn)은 1100℃의 오스테나이트화 온도로부터 수중급냉한 것이나, 이 또한 오스테나이트조직 그대로이므로 경하게 되지 않고 오히려 점성이 있게 된다. 따라서 이를 수인처리라 한다. 이것은 고망간강 주강품의 열처리에 대한 독특한 명칭이다.
※ 본 자료는 지식근로자들의 홈에서 참조하였습니다.
출처:http://www.mechanet.com
다음검색