열처리조직

1 열처리 조직 종류

 1) 마르텐사이트(Martensite)

   - 탄소강을 가열하여 오스테나이트 상태로 만든 뒤 급랭할 경우(수중), Fe3C의 이동이 충분하지 못하여 펄라이트 조직변화가 저지되며, 안정화를 위해 무확산 변태가 일어나서 만들어진 탄소 과포화 침상조직.

   - 체심입방구조(BCC)

   - 인장강도와 경도가 매우 높다.(탄화철보다 낮으나 다른 상태보다 높다.)

     * 급랭에 따른 내부 응력 발생(슬립 저항 → 강도경도 증가)

     * 무확산변태에 따른 전위 발생(슬립 저항 → 강도경도 증가)

 2) 트루스타이트(Troostite)
   - a-Fe와 미세한 시멘타이트간의 기계적 혼합조직.
   - 유냉시 발생하는 조직으로 탄성한도가 높다.
   - 마르텐사이트를 400 ℃ 뜨임(또는 A1변태점(720 ℃) 아래 약 550 ℃ 부근)으로 생성된다.

 3) 소르바이트(Sorbite)

   - 탄소강 담금질 시 발생하는 조직.

   - 절반정도 펄라이트 변화하다 멈춘상태.
   - 경도는 트루스타이트보다는 약하나 펄라이트보다는 강도와 경도가 높다.

 4) 베이나이트(Bainite)
   - 열처리에 의한 응력 발생이 적고 경도가 크다.
   - 마르텐사이트와 트루스타이트의 중간정도 성질의 상태
   - 상부베인나이트
     a 변태온도 350~550 ℃ 에서 발생한다.
     b 깃털모양의 탄화물 조직으로 발생한다.
     c 취성이 높아서 일반 구조용으로 사용하지 않는다.

   - 하부베인나이트
     * 변태온도 250~350 ℃ 에서 발생한다.
     * 높은 인성 및 강도를 가진다.
     * 페라이트에 미세한 시멘타이트가 석출된구조.

 5) 시멘타이트(cementite)
   - Fe₃C 탄화조직
   - 경도와 강도가 매우높다.
    * 마르텐사이트는 화학결합물(공유결합)로 마르텐사이트보다 훨씬 경도가 높다.

 

2 열처리 조직의 활용

 1) 저탄소강(0.15 이하)

   - 탄소량이 적어서 담금질에 의한 개선이 어렵다.

   - 냉간가공을 통한 가공경화로 경도를 높여야함.

   - 박판, 강선등에 해당.

  2) 저탄소강(0.15~0.35)

   - 담금질-뜨임에 의해 강인성을 증대할 수 있다.

   - 압연단조 후 풀림이나 불림으로 결정입자를 균일화 미세화할 수 있다.

   - 탄소강관, 볼트, 너트, 핀등

   - 단조 주조 절삭가공 용접등 모든 면에서 용이하다.

  3) 중탄소강(0.35~0.6)

   - 경도는 부족하나 큰강도를 필요로하는 재료에 사용되며 차축, 크랭크축에 많이 사용된다.

   - 탄소량이 많아서 용접이 곤란하다.

  4) 고탄소강(0.6 이상)

   - 공구강 핀 차륜 레일 스프링등

   - 내마모성 고항복점을 요구하는 품목.

   - 메짐성이 있고 담금질성은 크나 담금질 균열이 생기기 쉽다.