담금질 및 템퍼링

주물 및 단조를위한 담금질 및 강화 열처리

소개:

담금질 및 템퍼링은 강철 및 기타 철 합금의 기계적 특성을 향상시키는 데 사용되는 필수 열처리 공정으로 강도, 인성 및 내구성이 중요한 고성능 응용 분야에 이상적입니다. 이 공정에는 두 가지 주요 단계가 포함됩니다. 즉, 재료가 경화 된 상태를 달성하기 위해 빠르게 냉각되고 템퍼링되고 재료가 재가열되어 취성을 줄이고 인성을 향상시킵니다. 이 공정의 조합은 강도, 경도 및 연성의 최적 균형을 가진 주물 및 단조를 생성하는 데 도움이됩니다.

주물 및 단조를위한 담금질 및 강화의 목표

담금질과 템퍼링의 주요 목표는 다음과 같습니다.

• 경도 증가: 담금질은 재료의 경도를 향상시켜 마모에 강하고 가혹한 기계적 응력을 견딜 수있는 능력을 향상시킵니다.

• 강도 향상: 담금질과 템퍼링은 재료의 인장 강도를 증가시켜 변형없이 높은 수준의 힘과 압력을 견딜 수있는 능력을 제공합니다.

• 강화 및 연성 향상: 담금질로 인한 취성을 감소시켜 재료의 인성 및 파쇄없이 충격을 흡수하는 능력을 향상시키는 데 템퍼링이 중요합니다.

• 원하는 기계적 특성 달성: 이 공정은 구성 요소의 적용, 강도, 인성 및 피로 저항의 균형을 맞추는 데 필요한 특정 기계적 특성을 달성하도록 조정됩니다.

• 치수 안정성 향상: 담금질 및 템퍼링은 재료 내의 내부 응력을 감소시켜 추가 처리 중 또는 서비스 중 치수 안정성을 보장합니다.

주물 및 단조를위한 담금질 및 강화 과정

1. 담금질 (경화):

• 주조 또는 단조는 합금 및 재료 요구 사항에 따라 임계 범위, 일반적으로 800 ° C ~ 900 ° C (1,470 ° F ~ 1,650 ° F) 이상의 온도로 가열됩니다. 이 공정은 강철의 결정 구조가 원래 구조보다 훨씬 더 단단한 마텐스 상으로 변하게합니다.

• 일단 재료가 목표 온도에 도달하면, 물, 오일 또는 공기와 같은 담금질 매질에 침지함으로써 급속하게 냉각된다. 급속 냉각은 마텐션 구조를 제자리에 고정시켜 경도를 증가시킵니다. 그러나 이것은 재료가 부서지기 쉽기 때문에 템퍼링이 뒤 따릅니다.

2. 템퍼링:

• 담금질 후, 재료는 대부분의 응용 분야에서 너무 단단하고 부서지기 쉽습니다. 템퍼링에는 담금질 된 재료를 더 낮은 온도 (일반적으로 150 ° C에서 650 ° C 또는 300 ° F에서 1,200 ° F) 로 재가열 한 다음 지정된 기간 동안 해당 온도에서 유지하는 것이 포함됩니다. 이 과정은 담금질에 의해 생성되는 내부 응력을 감소시키고 재료의 연성 및 인성의 일부를 회복시킨다.

• 템퍼링의 온도와 시간은 경도, 강도 및 인성의 최종 균형을 결정합니다. 더 낮은 템퍼링 온도는 더 높은 경도를 유지하는 반면, 더 높은 템퍼링 온도는 인성 및 연성을 개선시킨다.

3. 냉각:

• 템퍼링 후, 재료는 전형적으로 공기 중에서 제어된 속도로 냉각된다. 템퍼링 후 냉각 공정은 변형 된 미세 구조를 고형화하여 달성 된 기계적 특성을 안정화시키는 데 도움이됩니다.

주물 및 단조를위한 담금질 및 강화의 장점

1. 향상된 경도 및 착용 저항:

• 담금질 공정은 재료의 경도를 상당히 증가시켜 우수한 내마모성을 제공한다. 이는 구성 요소가 높은 수준의 마찰, 마모 또는 무거운 기계적 하중을받는 응용 분야에 이상적인 담금질 및 템퍼링을 만듭니다.

2. 강화 된 힘:

• 담금질과 템퍼링은 모두 재료의 인장 강도를 증가시켜 높은 하중 하에서 변형 또는 고장에 저항해야하는 구조적 구성 요소에 적합합니다. 템퍼링은 특정 응용 프로그램의 강도를 미세 조정하는 데 도움이됩니다.

3. 강화 및 연성 증가:

• 담금질은 매우 단단한 재료를 생성하지만 부서지기 쉽습니다. 템포린G 공정은 연성을 회복시키고 취성을 감소시켜 분해 또는 파쇄없이 충격을 흡수하는 재료의 능력을 향상시킵니다. 이것은 동적 로딩 또는 충격 충격을받는 구성 요소에 중요합니다.

4. 감소 된 잔여 스트레스:

• 담금질은 급속 냉각 공정으로 인해 재료에 상당한 잔류 응력을 생성합니다. 템퍼링은 이러한 응력을 완화시켜 재료가 치수 안정성을 유지하고 추가 처리 또는 서비스 중 사용 중에 왜곡 또는 균열 위험을 감소시킵니다.

5. 맞춤형 기계적 성질:

• 담금질 및 템퍼링의 주요 이점 중 하나는 특정 요구 사항에 맞게 재료 특성을 미세 조정할 수 있다는 것입니다. 담금질 및 템퍼링 매개 변수 (예: 온도 및 시간) 를 조정함으로써 최종 적용을위한 경도, 강도 및 인성의 완벽한 균형을 달성 할 수 있습니다.

6. 향상된 피로 저항:

• 담금질 및 템퍼링으로 처리된 성분은 향상된 피로 저항을 나타내며, 이는 반복적 인 적재 및 하역 사이클을 경험하는 부품에 필수적이다. 이것은 공정이 자동차, 항공 우주 및 중장비 애플리케이션에 이상적입니다.

7. 차원 정밀도 및 안정성:

• 템퍼링을 통한 내부 응력의 감소는 치수 안정성을 개선하며, 이는 주물 및 단조의 정밀도 및 정확도를 유지하는 데 필수적이며, 특히 공차가 단단한 부품의 경우에 필수적입니다.

주물 및 단조를위한 담금질 및 강화 응용

담금질 및 템퍼링은 구성 요소가 무거운 기계적 응력, 높은 마모 및 극한 작동 조건을 견뎌야하는 산업에서 널리 사용됩니다. 주요 응용 프로그램 중 일부는 다음과 같습니다.

· 자동차 산업:

오래 지속되는 성능을 위해 높은 강도, 내마모성 및 피로 저항이 필요한 기어, 샤프트, 크랭크 샤프트 및 서스펜션 부품.

· 건설 기계:

동적 로딩 조건에서 강하고 강해야하는 구조적 부품, 암 및 기어 부품.

· 무거운 기계:

건설, 광업 및 농업 기계에 사용되는 고성능 기어, 차축 및 구성 요소는 일정한 마모 및 무거운 하중을받습니다.

· 석유 & 가스:

내마모성, 고강도 및 피로 저항이 필수적인 드릴링, 탐사 및 추출에 사용되는 도구, 밸브 및 펌프 및 기타 구성 요소.

· 에너지 부문:

발전소에서 발생하는 압력 및 온도를 견디기 위해 고강도가 필요한 발전 장비, 터빈 부품 및 밸브.