뜨임 소려 Tempering 목적 3단계 뜨임취성 방지대책 2차경화 금속재료기능장 서브노트

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뜨임, 소려, Tempering 은 같은 단어이며 열처리 분야에서 한글 일어 영어로 많이 혼용되고 있다.

 

 

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Q. 뜨임처리, Tempering

담글질 상태의 강은 매우 경도가 높으나 취약해서 실용할 수 없으므로 변태점이하의 적당한 온도로 재가열하여 사용한다. 이러한 열처리를 뜨임처리라 한다.

 

I. 뜨임의 목적

1. 조직 및 기계적 성질을 안정화 시킨다.

2. 경도는 조금 낮아지나 연성이 좋아진다.

3. 잔류응력을 경감 또는 제거하고 탄성한, 항복강도를 향상시킨다.

 

II. 뜨임의 3단계

1. 제1단계 : 80~200'C
- 과포화 탄소가 ε탄화물을 석출하여 정방성이 저하된다.

2. 제2단계 : 200~300'C
- 고탄소강에서 잔류 오스테나이트가 저탄소 Fe와 ε탄화물로 분해한다.

3. 제3단계 : 300~350'C
- ε탄화물은 모상 중에 고용함과 동시에 새로 Fe3C가 석출하고 수축한다.

4. 온도가 더욱 높아져서 500~600'C가 되면 Fe3C는 성장하여 점차 구상화하고 전위밀도는 급격히 감소한다.

5. 뜨임 온도별 단계 변화는 아래 그래프로 확인 가능하다.

뜨임온도에 따른 경도변화

III. 뜨임취성

1. 저온 뜨임취성 (300'C 취성)
 i) 300'C 뜨임 시 충격치가 현저히 감소한다.
 ii) 잔류 오스테나이트가 분해하여 Martensite가 되면서 취성이 나타난다.
 iii) ε탄화물이 Fe3C로 변화하여 기인한다. 
 iv) Si를 첨가하여 취성을 고온측으로 이동 시킬 수있다.

2. 고온 뜨임취성 (500'C 취성)
 i) 500'C 전후의 뜨임에서 나타나는 충격치의 감소를 말한다.
 ii) 결정입계에 탄화물, 질화물 등이 석출하기 때문이다.

3. 제2차 뜨임취성 (2차경화) 
 i) 합금강에서 600'C 전후의 뜨임에 의하여 현저하게 경화하는 현상을 말한다.
 ii) 합금탄화물로 인해 취화가 된다.
 iii) 이 현상은 탄소강에서는 볼 수 없다. 
 iv) Cr, Mo, W, V, Ti 등의 탄화물형성원소를 함유하는 M 조직의 강에서 특수탄화물이 석출하여 석출경화를 일으킨다.

뜨임취성 그래프

IV. 뜨임취성 방지대책

1. P, Sb, N 등을 가능한 감소시킨다.

2. 고온 뜨임 후에는 급냉한다.

3. Austenite 의 결정립을 미세화한다.

4. 탄소강의 P 함유량에 따라, 0.2~0.5% Mo를 첨가한다.

5. 담글질 할 때는 되도록 완전한 Matensite화 한다.

6. Austempering을 하여 높은 연성을 얻는다.

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