SM45C(KS)의 구조용 탄소강의 열처리(냉각 방법에 따른 조직의 변화)

 

 

SM45C(KS)의 구조용 탄소강의 열처리(냉각 방법에 따른 조직의 변화)

 

 

 

1. 개요

 

KS 규격에는 SM-C재의 기계적 성질이나 열처리 방법등은 모두 삭제되고 참고치로 수록되어 있다 그 이유는 이 값은 KS 표준 치수인 25mm에 대한 것이며 질량 효과 때문에 그대로 큰 물건에 적용할 수 없기 때문이다. SM-C재는 0.08-0.61%의 탄소량이 함유되어 있고 그이상은 STC(탄소 공구강)가 된다. 즉 0.6% C 가 SM-C 와 STC 의 경계선이다

철의 담금질 경도는 0.6% 까지는 직선으로 상승하나 0.6% 부터는 거의 수평으로 일정하기 때문에 0.6% 를 경계로 SM-C 와 STC 로 나눈다.

 

 

 

2. 냉각 방법에 따른 조직의 변화

 

강의 생성 조직은 Pearlite (퍼얼라이트)로 연하다. 이를 A1 변태점 (약 730℃) 이상으로 가열 하면 Austenite(오스테나이트)로 변한다. 이것을 오스테나이트화라고 하고 일단 오스테나이트화한 강은 냉각 속도에 따라 조직이 천태 만상으로 된다. 여기에 열처리의 묘미가 있다.

 

1) 노냉

 

Austenite(오스테나이트)화된 강을 공기 중에서 서서히 냉각 하면 Ar1에서 Pearlite (퍼얼라이트) 조직으로 된다 이방법을 풀림(Aunnealing)이라고 하고 강의 성질이 연화 되며 내부 응력이 제거되며 불순물의 방출 또는 확산이 이루어진다.

 

2) 공기 중 냉각

 

Austenite(오스테나이트)화된 강을 공기 중에서 조용히 방냉하면 노냉 때 보다 결정립이 미세화된 Pearlite (퍼얼라이트)를 얻는다. 이것을 불림(Normalizing)이라고 하고 금속의 불균일한 조직을 미세화 시켜 경하지도 연하지도 않은 적당한 강도를 가지도록 하는 열처리이다

 

3) 유중 냉각

 

Austenite(오스테나이트)화된 강을 유중에서 냉각 하면 일부는 Ar'에서 Pearlite로 변하지만 나머지 Austenite는 그대로 저온 까지 변하지 않고 mr''(Ms점)에서 Martensite로 변한다. 조직 중에 Pearlite가 석여 있어서 수냉 때 보다는 경도가 낮지만 단단하고 질긴 성질을 고루 가지고 있다

 

4) 수중냉각

 

Austenite(오스테나이트)화된 강을 수중에서 급랭 하면 Austenite는 Ar''(MS점)에서 모두 Martensite로 변한다. 이것을 담금질(Quenching) 이라고 한다. Martensite는 강의 조직 중에서 가장 경한 것으로 경도, 강도 및 내부식성이 크나 조직이 불안정 하고 취성이 강하므로 템퍼링(Tempering) 처리로 인성을 부여하여 사용 하여야 변형이나 균열을 방지 할 수 있다.