열처리 용어 #1

1990년대 기계기술사 공부한다고 정리해 놨던 열처리 용어집입니다. 

기술지도사에도 참고가 될 것 같아 올립니다. 

 

발췌 (중소기업현장기술, 1989, 중소기업진흥공단 발행)

 

 

철강 열처리 용어 모음

 

1. 일반 열처리

 

열처리(heat treatment): 철강에 소요의 성질을 부여할 목적으로 행하는 가열과 냉각의 여러 가지
                     조합광휘처리(bright heat treatment): 철강을 보호 분위기 또는 진공 중에서 열처리 하므로서, 표면의
                    고온 산화 및 탈탄을 방지하고,  표면 광휘 상태를 유지 하는 열처리, 광휘 풀림(bright annealing),
                    광휘 불림(bright normalizing), 광휘 담금질(bright quenching), 광휘 뜨임(bright) temperin 등이 있다.

 

분위기 조절 열처리(controlled atmosphere heat treatment): 노내의 분위기 가스를 목적에 따라서 각각 조절하여
                     하는 열처리.  분위기 가스에는 산화성, 환원성, 부활성, 침탄성, 질화성 등의 종류가 있다.

 

가공열처리(thermomechanical treatment): 소성 가공과 열처리를 유기적으로 조합 하므로써 강의 기계적 성질 등을 
                     향상 시키는 조작. 준안정오스테나이트 온도 범위에서 소성 가공한 후 마르텐사이트변태를 하게
                     하는 오스포옴이 그 대표적인 것이고, 온간가공(warm working) 등도 포함된다.

 

안정화처리 (stabilizing): 조직을 안정화 하고 또는 부품의 형상, 치수의 경년변화를 막기 위하여 하는 열처리. 티탄 또
                     는 니오브를 포함한 오스테나이트계 스텐레스강은 850-900℃의 온도 범위로 적당한 시간 가열하여
                     티탄 또는 니오브의 탄화물을 석출 시켜서 안정된 조직으로 하는 열처리.

 

소우킹(soaking): 재료의 내외온도차를 이어지게할 목적으로 적당한 시간 일정한 온도로 유지 하는 것. 균열(均熱)
                      이라고도한다.

 

오스테나이트화(austenitizing): 철강을 변태역 이상의 온도로 가열하여 오스테나이트로 하는 조작(완전 오스테나이트) 
                      또한 변태온도역 내의 온도로 가열하는 것을 부분 오스테나이트화라 한다.

 

경화(hardening) : 적당한 가열 냉각처리로 경도를 더하는 조작. 시효경화, 석출경화, 급냉경화, 표면경화 등이 있다.

 

시이즈닝(saesoning) : 주물의 주조내부응력을 제거하기 위하여 오랜 시일 방치하는 조작.

 

확산(diffusion) : 물체 내부에서 장소에 따라 농도차가 있을 때 농도가 큰 부분에서 적은 부분으로 원자가 이동하는 현상.

 

과열(overheat) :재료의 여러 성질이 손상되는 만큼의 고온도 까지 금속 또는 합금이 가열 되는 것 뒤의 열처리나
                       기계가공 또는 가공과 열처리의 조합 작업 인데 원래 갖고 있던 여러 성질을 회복할 수 없는 경우에는
                        그 과열은 버어닝이(burning)라 한다.

 

재결정(recrystallization) : 냉간 가공 등으로 소성왜곡을 받은 결정이 가열될 때 내부 응력이 감소 하는 과정에 이어서
              왜곡이 남아 있는 원결정립에서 내부왜곡이 없는 새로운 결정의 핵이 발생하여 그 수가 더해지는 동시, 각각
              의 핵은 점차 성장하여 원경정립과 바뀌어 가는 현상. 재결정을 일으키는 온도를 재결정 온도라 한다. 이온도
              는 금속 및 합금의 순도 또는 조성, 결정내의 소성왜곡의 정도, 가열시간에 따라 현저한 영향을 받는다.

 

경정립조대화( grain growth coarsening) : 다결정제를 고온으로 가열 하므로 결정립이 커지는 현상.

 

엔릿치가스(enriched gas) : 침탄성 분위기의 카아본포텐샬을 증가하기 위하여 첨가하는 탄화수소 등의 가스

 

카아본 포텐샬(carbor potential) : 강을 가열하는 분위기의 침탄능력의 표시어로 그 온도로, 강의 탄소량과
                  평행 시킬 때의 강표면의 탄소 농도를 표시한다.

 

노점(露点 dew point) : 분위기중의 수분이 응축하기 시작하는 온도 가스 침탄의 경우는 노점으로 카아포텐샬을 조정
                 할 수 있다.

 

탈탄(decarborization) 탄소와 방응하는 분위기 속에서 철강을 가열할 때 표면에서 탄소가 상실되는 현상탈탄하고
                 있는 층을 탈탄층이라 한다.

 

백점(flake) : 강재 파면에 나타나는 백색 광택을 갖는 변점. 저합금의 대형 단강품 등에 자주 인정된다. 열간 가공상의
                 냉각 과정에서 생기는 변태응력, 수소석출에 따른 내부 왜곡 등으로 유발되는 내부 균열이라고 생각된다.

 

수소취성 (hydrogen embrittlement) : 수소흡상으로 금속 및 합금의 취성이 저하하는 현상. 이 현상은 전기도금 등의
                 경우에 생긴다.

 

적열취성 (red shortness): 열간 가공 온도 범위에서 일어나는 취화현상.

 

청열취성 (blue shortness): 강이 200-300℃ 부근에서 상온에서 보다 인장 강도나 경도가 커지고 연신교축이 낮고
                여리게 되는 현상. 청열 취성이라고 부르는 것은 이온도 범위에서 푸른 산화 피막이 형성 되기 때문이다.

 

저온 취성 (cold shortness): 실온 부근 또는 그이하의 저온에서 강의 충격치가 급격히 저하하고 여리게 되는 현상.

 

α포화 (αembrittlement): α상의 석출분리에 의해 생기는 취화현상 α 상이란 20%이상 크롬을 함유하는 고크롬강이나
                 고크롬 니켈강 등에 나타나는 중간상, 정방정으로 단위포에 30원자를 함유 비자성으로 너무 굳어서
                 무르게 된다.

 

경년변형 (secular distortion): 실온에서 긴 시일동안에 재료의 치수 형상이 변화 하는 것

 

주철의 성장 (growth of cast iron): 주철을 A1점의 상하의 온도로 가열 냉각을 반복 하였을 때 생기는 불가역적인
                   이상팽창현상

 

변태점 (transformation temperature): 온도를 상승 또는 하강 시켰을 경우 등에 어떤 상이 다른 상으로 변화하는
                 현상을 변태라 하며 변태가 생기는 온도를 변태점이라 한다. 철강에는 다음과 같은 기호를 사용한다.

 

* Accm점 : 과공석강에 있어서 가열시 시멘타이트가 오스테나이트로 용입이 완료하는 온도

 

* Ac1점 : 가열시 페라이트 + 시멘타이트에서 오스테나이트에의 변태가 시작하는 온도

 

* Ac3점 : 아공석강에 있어서 가열시 α철에서γ철로 또는 페라이트에서 오스테나이트에의 변태가 완료하는 온도

 

* Ac4점 : 가열시 γ철에서 α철로 또는 오스테나이트에서 δ페라이트로 변태하는 온도.

 

* Arcm점 : 과공석강에 있어 냉각 시 시멘타이트가 오스테나이트에서 석출하기 시작하는 온도

 

* Ar'점 : 냉각 시 Ar1점에서 어느 정도 낮은 온도 까지 과냉된 오스테나이트로서 페라이트 또는 페라이트+시멘타이트에
                    의 변태가 개시하는 온도.

 

* Ar1점 : 냉각 시 오스테나이트에서 페라이트+시멘타이트에의 변태가 개시하는 온도

 

* Ar3점 : 냉각 시 γ철에서 α철로 또는 오스테나이트에서 페라이트에로의 변태를 시작하는 온도.

 

* Ar4점 : 냉각 시 δ철에서γ철에 또는 δ페라이트에서 오스테나이트로 변태하는 온도.

 

* Aocm점, Ao1점, Ao3점, Ao4점 : 평형 상태에서의 상기 각 변태온도.

 

* Ms점 : 오스테나이트에서 마르텐사이트가 생기기 시작하는 온도. 냉각속도에 거의 무관계 한데 오스테나이트의
                    화학 조성으로 결정되는 일정온도에 있다. Ar'점이라고도 한다.

 

* Mf점 : 오스테나이트에서 마르텐사이트에의 변태가 종료하는 온도.

 

* Mf점에서는 반드시 오스테나이트가 전혀 소실한다고 할 수 없다

 

자기변태 (magnetic transformation): 강자성체에서 상자성체에 또는 상자성체에서 강자성체로의 변화. 결정 구조의
                변화는 따르지 않는다.

 

α철 (α iron): 911℃이하의 온도에서 안정한 체심입방체의 순철

 

δ철 (δ iron): 1392℃에서 용융점까지의 온도 범위에서 안정한 체심입방체의 순철

 

페라이트 (ferrite): α고용체 및 δ고용체에 붙인 조직상의 명칭. δ철의 고용체를 δ페라이트라 하기도 한다.

 

초석 페라이트 (pro-eutectoid ferrite): 아공석강을 고온에서 냉각 할 때 공석 변태에 앞서 오스테나이트에서 석출하는
                 페라이트

 

실리코 페라이트 (silico-ferrite): 주철 및 가단주철과 같이 다량의 규소를 함유하는 페라이트

 

γ철 (γiron): 911℃로 부터 1392℃의 온도 범위에서 안정한 면심입방체의 순철

 

오스테나이트 (austenite): γ철의 고용체에 붙인 조직상의 명칭

 

고용체 (solid solution): 한 고체에 다른 원소가 균일히 용입되어 생긴 단일 고체.

 

공정 (eutectic): 냉각과정에서 한 용액에서 두 개 이상의 고상이 고루 혼합한 조직에의 변화 또는 그반응으로 생긴 조직.                    평형상태도인데 공정성분에서 합금원소농도가 적을 때에는 아공정, 많을 때에는 과공정이라고 한다.

 

공석 (eutectoid): 냉각과정에서 한고용체에서 둘 이상의 고상이 고루 혼합한 조직에의 변태 또는 그 변태로 생긴 조직.
                   평형상태도에서 공적 성분 보다 합금 원소 농도가 적을 때에는 아공석, 많을 때는 과공석 이라한다.

 

석출 (precipitation): 고용체에서 다른 상의 결정이 분리 성장하는 현상

 

편석 (segregation): 합금원소나 분순물의 불균일 분포

 

띠상조직 (banded structure): 압연 또는 연신 방향으로 평행으로 늘어선 편석 조직.

 

탄화물 (carbide): 탄소와 하나 또는 그이상의 금속 원소와의 화합물 특히 둘이상의 금속 원소를 필요성분으로 하는
                   것을 복탄화물이라한다.

 

시멘타이트 (cementite): 철과 탄소의 화합물인데 화학식은 근사적으로 Fe3C로 표시된다

 

초석 시멘타이트 (pro-eutectoid cementite): 과공석강을 고온에서 냉각 할 때 공석 변태에 앞서 오스테나이트에서
                   석출하는 시멘타이트

 

퍼얼라이트 (pearlite): 오스테나이트의 냉각 시 Ar1 변태에서 생긴 페라이트와 시멘타이트의 층상조직,

 

결정입도 (grain size number): 다결정재의 단위면적 또는 단위체적당의 입수로 표시한 결정립의 크기 단위.         
                 일반적으로 이것을 면적 측정에서 구한 입도번호로 표시한다.

 

오스테나이트 결정립도 (austenite grain size): 오스테나이트에서의 결정립의 크기를 말하며 보통 입도 번호로 표시한다.

 

페라이트 결정립도 (ferrite grain size): 페라이트 조직의 결정립의 크기를 말하며 보통 입도 번호로 표시한다.

 

위드맨스타텐조직 (Widmanstatten structure): 원래의 γ고용 내부의 특성이 결정에 따른 기하학적 모양을 나타내는
                   냉각 변태 조직.

 

쌍정 (twin): 한 결정립 속에서 결정격자의 구조는 같으나 어느 일정면(쌍정면이라고함)을 경계로 원래의 결정격자에
                      대해 경면대칭이 되어 있는 결정. 일반적인 금속에 볼 수 있는 쌍정의 종류에는 변형쌍정, 변태쌍정
                      및 풀림쌍정이 있다.

 

풀림 쌍정 (annealing twin): 오스테나이트강을 풀림하여 재결정 시킬 때 자주 나타나는 쌍정.

 

공정흑연 (eutectic graphite): 가단주철이 풀림 이전에 이미 백주철 속에 존재하는 흑연(모틀)

 

편상흑연( 片狀黑鉛, graphite flake) :쥐색 주철 중에 생기는 편상의 흑연, 장미상 흑연 공정흑연도 이것에 합한다.

 

구상흑연 (spheroidal graphite): 마그네슘 등으로 처리하여 제조한 구상흑연주철에 생기는 치밀한 구상의 흑연인데
                  평활한 윤곽을 가지고 있다.

 

백주철(백철, white iron) : 공정 시멘타이트와 퍼얼라이트로 된 주철인데 흑연의 정출이 없는 것

 

 

 

2. 불림 및 풀림

 

불림 (normaling): 철강의 전가공의 영향을 제거하고 결정립을 미세화 하여 기계적 성질을 개선 시키기 위해            
                      Ac3점또는 Accm 점 이상의 적당한 온도로 가열한 후 보통은 공기 중에서 냉각하는 조작

 

풀림 (annealing): 철강을 적당한 온도로 가열하고 그온도로 유지한 후 서냉하는 조작. 그목적은 내부응력 제거,           
                     경도의 저하, 피삭성의 향상, 냉각 가공성의 개선, 결정 조직의 조정, 또는 요소의 기계적, 물리적
                     또는 기타의 성질을 얻는 것 등이다.

 

완전 풀림 (full annealing): 철강을 Ac3점또는 Ac1 점 이상의 적당한 온도로 가열하고, 그 온도에 충분한 시간유지를
                     한 후, 극히 서서히 냉각하여 이것을 연화하는 풀림

 

연화풀림 (softening): 경도를 균일하게 저하하고 뒤의 탄성가공 또는 절삭가공을 용이케 하기 위해 Ac1 점의 위 또는
                      아래의 온도로 가열하여 하는 풀림.

 

응력제거풀림 (stress relieving): 철강을 변태점 이하의 적당한 온도로 가열 유지하여 단조, 주조, 기계 가공, 용접
                        등으로 생긴 잔류 응력을 제거하는 풀림.

저온풀림 (low temperature annealing): 내부응력의 저감 또는 연화를 목적으로, Ac1점 이하에서 하는 풀림, 재결정
                       온도 이하에서 할 때도 있다.

 

확장풀림 (homogenizing): 강을 확산으로 균질화 하기위해 Ac3점 Acm점 이상의 적당한 온도로 가열하여 행하는 풀림.

 

구상화 풀림 (spheroidizing): 소성가공, 절삭가공을 용이하게 하고 또는 기계적 성질을 개선할 목적으로 철강중의
                   탄화물을 구상화하는 풀림.

 

등온풀림 (isothermal annealing): 철강을 Ac3점(아공석강) 또는 Ac1점(과공석강) 이상의 적당한 온도로 가열한 후,
              Ar1점 이하의 비교적 급속히 퍼얼라이트 변태가 진행하는 온도 까지 급냉하고, 그온도로 유지하여
              오스테나이트를 페라이트와 탄화물로 변태 시켜 비교적 단시간에 연화하는 풀림. 사이클 어닐링이라고 한다.

 

중간풀림 (process annealing):

 

1) 냉간가공으로 경화한강을 연화하고 이어서 행하는 냉간가공을 쉽게 할 목적으로 재결정온도이상 Ac1점 이하
                  적당한 온도로 행하는 풀림.

 

2) 단강정(鍛鋼晶)의 제조 공정중 최종열처리에 1회내지 수회로 나누어 행하는 풀림. 인터메디에트 어닐링이라고도한다.

 

상형(箱形)풀림 (box annealing): 풀림중의 표면산화를 막기위하여 철강을 밀폐한 상자속에 넣어서 행하는 풀림.

 

가연화풀림 (malleablizing): 백주철의 화합탄소의 전부 또는 일부를 장시간 가열에 의해 흑연화 하고 또는 표면에서
                탈탄시기, 끈적한 주철을 얻기 위해 행하는 풀림.

 

흑연화풀림 (graphitizing): 철강의 탄소의 전부 또는 일부를 흑연으로 변화케 하기위한 풀림.

 

제1단풀림 (first stage annealing): 제1단 흑연화를 위한 풀림.

 

제2단풀림 (second stage annealing): 제2단 흑연화를 위한 풀림.

 

예비풀림 (pro-baking): 백주철의 흑연화를 촉진하기 위해 미리 A1점 이하의 적당한 온도로 행하는 풀림.

 

탈탄풀림 (decarburizing annealing): 철강의 표면에서탄소를 제거하여 연성을 주기위한 풀림.

 

제1단 흑연화 (first stage graphitization): 가단주철을 제거할 때 공정 시멘타이트가 뜨임탄소(템퍼카본)와
                  오스테나이트로 분해하는 현상.

 

제2단 흑연화 (second stage graphitization):가단주철 제조시 공석 시멘타이트가 뜨임탄소(템퍼카아본)와 페라이트로
                  분해하는 현상.

 

회복 (recovery): 냉간의 소성 변형에 의해 생긴 내부응력이 저온풀림의 결과로 제거되는 것.

 

구상탄화물 (globular carbide): 탄화물이 구상으로 되는 것.

 

구상시멘타이트 (globular cementite): 시멘타이트가 구상으로 되는 것.

 

뜨임탄소 (temper carbon): 백주철의 흑연화 풀림에 의해 석출한 흑연.

 

흑연화 (graphitization): 시멘타이트가 고온에서 분해하여 시멘타이트 중에 탄소가 흑연이 되는 것. 흑연화에는 제1단
               흑연화와 제2단 흑연화가 있다.