정규화란 무엇인가요?
노멀라이징은 강철의 인성을 향상시키는 열처리 공정입니다. 강철 부품을 Ac3 온도보다 30~50℃ 높은 온도로 가열한 후 일정 시간 동안 유지하다가 노에서 꺼내 공랭시킵니다. 이 공정의 주요 특징은 냉각 속도가 어닐링보다 빠르지만 담금질보다는 느리다는 점입니다. 노멀라이징 과정에서 비교적 빠른 냉각 속도로 강철의 결정립을 미세화할 수 있으며, 이를 통해 만족스러운 강도를 얻을 뿐만 아니라 인성(AKV 값)을 크게 향상시키고 부품의 균열 발생 경향을 줄일 수 있습니다. 노멀라이징 처리 후, 일부 저합금 열연강판, 저합금강 단조품 및 주조품의 종합적인 기계적 특성이 크게 향상되고 절삭 성능 또한 개선됩니다.
정규화는 다음과 같은 목적과 용도를 가지고 있습니다.
① 과공석강의 경우, 노멀라이징은 주조품, 단조품, 용접품의 과열로 인한 조립 구조 및 위드만슈테튼 구조, 압연재의 띠 모양 구조를 제거하고, 결정립을 미세화하며, 담금질 전 예열처리로 사용될 수 있다.
② 과공석강의 경우, 노멀라이징 처리를 통해 망상 구조의 이차 시멘타이트를 제거하고 펄라이트를 미세화할 수 있으며, 이는 기계적 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 후속 구상화 어닐링을 용이하게 합니다.
③ 저탄소 심가공 박판의 경우, 노멀라이징 처리를 통해 결정립계의 자유 시멘타이트를 제거하여 심가공 성능을 향상시킬 수 있다.
④ 저탄소강 및 저탄소 저합금강의 경우, 노멀라이징을 통해 미세한 박편형 펄라이트 구조를 얻을 수 있고, 경도를 HB140-190까지 높일 수 있으며, 절삭 시 "칼날이 달라붙는" 현상을 방지하고 가공성을 향상시킬 수 있습니다. 중탄소강의 경우, 노멀라이징과 어닐링을 모두 사용할 수 있는 상황에서는 노멀라이징이 더 경제적이고 편리합니다.
⑤ 일반적인 중탄소 구조강의 경우, 기계적 특성이 높게 요구되지 않는 상황에서는 담금질 및 고온 템퍼링 대신 노멀라이징을 사용할 수 있으며, 이는 조작이 간편할 뿐만 아니라 강재의 구조와 크기를 안정적으로 유지시켜 줍니다.
⑥ 고온 노멀라이징(Ac3 이상 150~200℃)은 고온에서의 높은 확산 속도로 인해 주조품 및 단조품의 성분 편석을 줄일 수 있습니다. 고온 노멀라이징 후 형성된 조대한 결정립은 저온에서 2차 노멀라이징을 통해 미세화할 수 있습니다.
⑦ 증기 터빈 및 보일러에 사용되는 일부 저탄소 및 중탄소 합금강의 경우, 베이나이트 구조를 얻기 위해 노멀라이징 처리가 자주 사용되며, 그 후 400~550℃에서 사용 시 우수한 크리프 저항성을 갖는 고온 템퍼링을 수행합니다.
⑧ 노멀라이징은 강철 부품 및 제품 외에도 연성 주철의 열처리에서 펄라이트 기지를 얻고 연성 주철의 강도를 향상시키는 데 널리 사용됩니다. 노멀라이징은 공랭식 처리라는 특징이 있기 때문에 주변 온도, 적층 방식, 공기 흐름, 공작물 크기 등이 노멀라이징 후의 구조와 성능에 영향을 미칩니다. 노멀라이징 처리 후의 구조는 합금강을 분류하는 기준으로도 사용될 수 있습니다. 일반적으로 합금강은 직경 25mm의 시편을 900℃로 가열한 후 공랭했을 때 나타나는 구조에 따라 펄라이트강, 베이나이트강, 마르텐사이트강, 오스테나이트강으로 분류됩니다.
어닐링이란 무엇인가요?
어닐링은 금속을 특정 온도까지 서서히 가열하고, 충분한 시간 동안 유지한 후, 적절한 속도로 냉각하는 금속 열처리 공정입니다. 어닐링 열처리는 완전 어닐링, 불완전 어닐링, 응력 완화 어닐링으로 구분됩니다. 어닐링 처리된 재료의 기계적 특성은 인장 시험이나 경도 시험으로 평가할 수 있습니다. 많은 강재가 어닐링 열처리 상태로 공급됩니다. 강재의 경도는 로크웰 경도계를 사용하여 HRB 경도를 측정할 수 있습니다. 얇은 강판, 강대, 박벽 강관의 경우, 표면 로크웰 경도계를 사용하여 HRT 경도를 측정할 수 있습니다.
어닐링의 목적은 다음과 같습니다.
① 주조, 단조, 압연 및 용접 공정에서 강철로 인해 발생하는 다양한 구조적 결함 및 잔류 응력을 개선하거나 제거하여 가공물의 변형 및 균열을 방지합니다.
② 절삭을 위해 공작물을 부드럽게 만듭니다.
③ 결정립을 미세화하고 구조를 개선하여 가공물의 기계적 특성을 향상시킨다.
④ 최종 열처리(담금질, 템퍼링)를 위한 구조물을 준비합니다.
일반적인 어닐링 공정은 다음과 같습니다.
① 완전 어닐링. 주조, 단조 및 용접 후 중저탄소강의 과열로 인해 조대해지고 기계적 특성이 저하된 구조를 미세화하는 데 사용됩니다. 공작물을 모든 페라이트가 오스테나이트로 변태되는 온도보다 30~50℃ 높게 가열하고 일정 시간 동안 유지한 다음, 노에서 천천히 냉각합니다. 냉각 과정에서 오스테나이트가 다시 변태되어 강재의 구조가 미세해집니다.
② 구상화 열처리. 단조 후 공구강 및 베어링강의 높은 경도를 낮추는 데 사용됩니다. 공작물을 강이 오스테나이트를 형성하기 시작하는 온도보다 20~40℃ 높게 가열하고, 온도를 유지한 후 천천히 냉각시킵니다. 냉각 과정에서 펄라이트 내의 층상 시멘타이트가 구형으로 변하여 경도가 감소합니다.
③ 등온 어닐링. 절삭 가공 시 니켈과 크롬 함량이 높은 일부 합금 구조강의 높은 경도를 낮추는 데 사용됩니다. 일반적으로, 먼저 비교적 빠른 속도로 오스테나이트의 가장 불안정한 온도까지 냉각한 후 적절한 시간 동안 온도를 유지합니다. 오스테나이트는 트루스타이트 또는 트루스타이트로 변환되며, 경도가 감소됩니다.
④ 재결정 어닐링. 냉간 인발 및 냉간 압연 시 금속선 및 박판의 경화 현상(경도 증가 및 소성 감소)을 제거하는 데 사용됩니다. 가열 온도는 일반적으로 강이 오스테나이트를 형성하기 시작하는 온도보다 50~150℃ 낮습니다. 이러한 방식으로만 가공 경화 효과를 제거하고 금속을 연화시킬 수 있습니다.
⑤ 흑연화 열처리. 시멘타이트 함량이 높은 주철을 가소성이 좋은 단조용 주철로 만들기 위해 사용됩니다. 공정은 주물을 약 950℃까지 가열하고 일정 시간 동안 유지한 다음 적절히 냉각하여 시멘타이트를 분해하고 응집성 흑연을 형성하는 것입니다.
⑥ 확산 어닐링. 합금 주조물의 화학적 조성을 균질화하고 성능을 향상시키는 데 사용됩니다. 이 방법은 주조물을 녹지 않을 정도로 최대한 높은 온도로 가열한 후 장시간 보온하고, 합금 내 여러 원소들이 확산되어 고르게 분포될 때까지 천천히 냉각하는 것입니다.
⑦ 응력 제거 열처리. 강철 주조품 및 용접 부품의 내부 응력을 제거하는 데 사용됩니다. 강철 제품의 경우, 가열 후 오스테나이트가 형성되기 시작하는 100~200℃ 이하의 온도에서 가열한 다음, 보온 상태를 유지한 후 공랭시키면 내부 응력을 제거할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 6월 11일