열처리 시 탄소 공구강 어닐링을 필수로 합니다. 탄소 공구강의 어닐링은 변형, 균열 방지, 결정립 미세화 등 다양한 이유로, 목적에 맞는 어닐링을 진행합니다. 탄소 공구강의 어닐링 종류와 목적을 정리하도록 하겠습니다.
탄소 공구강 어닐링 (풀림) 종류
구상화 어닐링
- 구상화 어닐링 목적: 공구는 퀜칭전에 탄화물 (시멘타이트)을 충분히 구상화하기 위해 어닐링을 해야 합니다. 펄라이트 중의 층상 시멘타이트 또는 초석 망상 시멘타이트가 그대로 존재하면 기계가공성이 나쁘고 퀜칭된 경우에 변형과 균열이 생기기 쉽고 인성이 부족할 수 있습니다.
- 구상화 어닐링 방법: ①Ac1 아래 (650~700℃)의 온도에서 장시간 가열 유지 후 냉각. ② A1 위, 아래의 온도 (± 30~30℃)를 여러번 반복하여 가열, 냉각. ③Ac3 또는 Acm 이상으로 가열해 시멘타이트를 오스테나이트로 완전히 고용한 후 급냉해서 망상 시멘타이트의 석출을 방해하고 재 가열해서 ①, ②의 방법으로 구상화함. ④ Ac1 이상 Acm 이하의 온도에서 1~2시간 가열한 후 Ar1 이하까지 서냉. ⑤ Ac1 이상 Acm 이하의 온도에서 가열한 후 Ar1 이하의 온도 (S곡선의 코 부근)에서 유지하고 변태가 종료되고 나서 냉각하는 방법
완전 어닐링
- 완전 어닐링 목적: 결정립 메세화와 연화
- 완전 어닐링 방법: Ac3 (아공석강) 또는 Ac1 (과공석강) 점 이상 약 30~50℃의 온도에서 가열한 후 로 내에서 서서히 냉각.
연화 어닐링
- 연화 어닐링 목적: 재료를 부럽드럽게 하고 기계 가공을 쉽게 하기 위해서 처리
- 연화 어닐링 방법: Ac1 점상하의 적당한 온도에서 가열한 후 냉각
등온 어닐링 (항온 어닐링)
- 등온 어닐링 목적: 비교적 신소하게 연화 어닐링의 목적을 달성
- 등온 어닐링 방법: S곡선의 코 또는 이것보다 약간 높은 온도에서 등온 처리. 합금강. 대형 단조품 또는 고속도강 등과 같은 어닐링으로 연화하기 어려운 강은 A3 또는 A1점 이상 30~50℃로 가열 유지한 다음 A1점 바로 아래 온도로 급랭 후 유지하여 펄라이트 조직을 만듭니다.
응력제거 어닐링
- 응력제거 어닐링 목적: 기계가공, 용접 등에 의한 잔류 응력 및 변형 발생의 원인 제거 목적
- 응력제거 어닐링 방법: 재료의 내부 응력을 제거하기 위해서 Ac1이하의 온도 (보통 500~700℃에서 가열 유지 후 냉각. 열처리 온도가 높을수록 소재에 연성이 부여되고, 잔류 응력도 완화됩니다. 또 탄소량이 많을수록 잔류 응력의 제거가 어렵습니다.