금속재료 기출 - 뜨임

금속재료 기능장, 금속재료 산업기사 기출 - 뜨임 

뜨임 (Tempering)

뜨임의 목적

담금질한 강은 단단하지만 취성이 매우 높다. 

담금질 한 그대로의 강은 큰 내부 응력이 발생하여 그 응력이 표면부의 장력으로 작용하여 파손되기 쉬워진다.

담금질한 마텐자이트는 준안정 상태이며, 재가열 하면 페라이트와 탄화물로 갈라지는 성질을 지닌다. 

이 때문에 담금질 경화로 생긴 취성을 제거하고 페라이트 속에 적당한 평균 간격을 가지고 탄화물을 분산하는 상태를 만들어 강도와 인성을 향상하는 일을 뜨임이라 한다. 

 

기본적으로 A1변태점 이하의 온도로 가열한다. 

조질의 경우에는 급랭, 탱퍼링 경화 시에는 서냉(공냉)한다. 

*조질 : 담금질 + 뜨임 

 

 

뜨임의 종류와 방법

저온 템퍼링

저온 템퍼링은 내부응력을 제거하고자 할때 한다. 

 

저온템퍼링의 장점

담금질에 의한 응력의제거 

치수의 경년변화를 방지

연마 균열 방지

내마모성의 향상  

 

 

고온 템퍼링 

고온 템퍼링은 인성을 증가하고자 할 때 한다. 

 

고온에서 마텐자이트의 분해가 극히 짧은 시간에 일어나서

페라이트와 탄화물의 혼합조직으로 되며 탄화물의 분산 상태에 따라 기계적 성질도 변한다. 

 

 

 

템퍼링온도에 따른 탄소강 조직의 변화 

과정	온도범위	조직의 변화
제 1과정	100~120℃	퀜칭마르텐자이트 ㅡ> 뜨임 마르텐자이트 + ε탄화물 + 잔류오스테나이트
제 2과정	200~300 ℃	잔류오스테나이트 ㅡ> 뜨임 마르텐자이트 + ε탄화물
제 3과정	300~400 ℃	시멘타이트 + 페라이트 ㅡ> 펄라이트(트루스타이트)생성
제 4과정	400~650 ℃	시멘타이트 + 페라이트 ㅡ> 펄라이트 (소르바이트)

 

 

 

뜨임시 생기는 결함과 대책

 

뜨임 균열 

원인 

템퍼링의 급속 가열 

템퍼링 온도로부터의 급랭

탈탄층이 있는 경우 

담금질이 끝나지 않은 상태의 것을 템퍼링 한 경우 

 

 

대책 

가열을 천천히 한다. 

응력이 집중되는 부분은 열처리상 알맞게 설계한다. 

잔류응력을 제거한다. 

결정립계의 취성을 나타내는 화학 성분을 감소시킨다. 예를들어 Cr, Mo, V 등의 합금원소는 취성을 방지한다. 

고속도강과 같은 경우에는  템퍼링을 하기 전에 탈탄층을 제거하고 템퍼링을 한 후에는 서냉 하거나 유냉 한다.

Ms, Mf점이 낮은 고합금강은 균열을 방지하기 위해 2번 템퍼링 한다. 

 

 

 

금속재료 기능장, 금속재료 산업기사 관련문제 

 

뜨임 최대온도 

A1변태점 이하

 

*뜨임 취성 방지원소

Mo

 

*뜨임 취성이 가장 잘 발생하는 강종

Ni-Cr강

 

*고속도강 담금질온도 및 뜨임 온도 

담금질온도 ; 1200-1250℃

뜨임온도 : 540-580℃

 

*STD61 강종 선도에서 500℃에서 경도가 상승하는 것

2차 뜨임 경화

 

**뜨임이란 무엇이고, 저온 뜨임과 고온 뜨임의 온도를 적으시오 

뜨임이란 강의 강인성을 부여하거나 응력제거를 하기 위한 열처리 

저온 뜨임 : 150~200℃

고온 뜨임 : 550~630℃

 

 

*뜨임의 취성방지대책 

고온뜨임시 급랭한다.

Mo를 소량 첨가한다(합금원소투입)

오스테 나이트 결정립을 미세화 시킨다. 

담금질 시에는 완전한 마르텐자이트로 한다. 

오스템퍼링으로 높은 인성을 얻는다. 

 

 

*Ni-Cr강 뜨임시 강도, 경도가 변화하는 이유 

뜨임, 혹은 냉각에 의한 석출되는 탄화물의 분포에 따라 강도와 경도가 변화한다. 

 

 

*뜨임 균열 방지대책

본문참고

 

*담금질한 강의  뜨임 온도변화에 따른 조직의 변화 

본문 표 참고 

 

 

*뜨임의 종류와 관련되게 묶으시오 

반복 뜨임 - 2차 경화 

스냅 뜨임 - 점성, 내마모성 향상

소르바이트 뜨임(580℃) - 스프링강의 뜨임 

블루잉 - 시효 경화