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[3] 풀림(燒鈍; annealing)(교과서 p.564)
Ac321 변태점 이상으로 가열한 후 서랭시킴으로써 강의 조직을 미세화시키고
내부응력을 제거시키는 열처리를 풀림이라 한다. 풀림의 목적을 세분하면 다음과 같다.
- 단조, 주조, 기계가공에서 발생한 내부응력의 제거
- 가공 및 열처리에서 경화돤 재료의 연화
- 재결정입자(再結晶粒子)의 조질(調質)
가열에 의한 강의 성질 및 조직의 변화는 저온에서부터 내부응력 제거, 연화, 재결정, 결정입자의 성장으로
나눌 수 있으나 뚜렷한 경계는 없고 중복되어 일어나기도 한다.
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결정온도, 기계적 성질 및 조직
풀림은 Ac321 변태점보다 20~30℃ 높은
austenite 상태에서 행하며, 탄소량에 따른 풀림온도는 다음 표와 같다.
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위의 풀림을 완전풀림(고온풀림)이라 하고, A1 변태점 이하에서 행하는
방법도 있으며, 이를 저온풀림이라 한다.강의 풀림에서 물체의 치수와 풀림시간의 관계는 표와 같다.
가열할 때 물체의 변형, 균열 등을 방지하기 위하여 400℃까지는
서서히 가열하고 400℃ 부근에서는 가열속도를 크게 하며, 유지시간은
표에 의한다. 냉각시간은 풀림 목적에 따라 적당히 정한다. 아래 그림은 탄소량에 따른 풀림온도를 보인다.
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탄소량과 풀림온도
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다음 그림은 풀림방법의 종류이다.
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풀림방법
[4] 기타 열처리
(1) 불림(燒準; normalizing):
완전풀림에 의한 과도한 연화와 성장을 피하기 위하여 Ac321 변태점
또는 Acm 보다 50~80℃ 높은
온도로 가열하여 완전 austenite 상태로부터 정지된 공기 중에서 실온까지 냉각시켜 강의 내부응력을
제거하고 미세한 조직을 얻으며, 강도와 경도가 풀림의 것보다 높게 하는 열처리를 불림이라 한다.
위의 표에서 보는 바와같이 불림한것의 항복점과 인장강도가 담금질한 것에서 보다 크다.
(2) 항온열처리(恒溫熱處理; isothermal heat treatment):
강(鋼)의 소편(小片)을 austenite 상태에서 A₁변태점 이하의 어느 일정온도로 유지된
염욕로(鹽浴爐; salt bath) 중에서 급랭시키면 austenite는 잠간 사이에 변태를 시작하고 어느
시간 후에는 변태를 완료하는데 이와 같은 변태를 항온변태(恒溫變態; isothermal
transformation)라 한다. 항온로의 온도에 따라 조직과 성질이 다르게 된다.
항온열처리는 항온변태를 이용하여 담금질과 뜨임의 두가지 열처리를 동시에 할
수 있는 열처리법으로서, 그림에서 AB간을 가열하여 austenite되게 하고, 이를 균일하고
완전한 austenite가 되도록 BC간을 유지한 후 CD간을 염욕로에서 급랭하여 담금질한다.
뜨임온도에서 DE간을 유지한 후 공랭(空冷)하여 뜨임을 한다.
항온열처리에서 가열 및 냉각
열처리의 목적에 따라 온도, 시간 및 변태의 관계를 다음 그림과 같이 그려 필요한 조직을 얻는다.
이와 같은 강의 항온변태선도(恒溫變態線圖; isothermal transformation diagram)를
TTT 곡선(time-temperature-transformation diagram), S 곡선 또는 C 곡선이라 부른다.
그림에서 Ms는 martensite의 개시점, Mf는
완료점을 표시하며, S 곡선의 좌단의 nose가 좌측으로 이동할수록 담금질의 냉각속도가 커져야 하기
때문에 담금질하기 어려운 재료이며, 우측으로 이동할수록 재료의 경화능(硬化能)이 커지게 된다.
강의 전조직(全組織)을 martensite로 할 수 있는 최저 냉각속도를 임계냉각속도(critical cooling rate)라
하며, knee 측에 존재한다.
(과공석강에 대하여 Bain이 처음에 연구한)항온변태선도
(Bain의 S 곡선, C 곡선 또는 TTT 곡선)
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