1. 소개
열처리T는 야금에서 근본적인 역할을합니다, 특히 강철 경화에 관해서는.
강철의 기계적 특성을 향상시키는 데 사용되는 핵심 과정입니다., 광범위한 산업 응용 분야에 적합합니다..
다양한 열처리 기술 중, Martensite Tempering.
이 과정은 스틸을 부서지기 때문에 기본적입니다., 더 신뢰할 수있는 어려운 상태, 더 거친 재료.
이 블로그에서는, 우리는 마르텐 사이트 템퍼링에 깊이 뛰어들 것입니다, 그 중요성을 설명합니다, 작동 방식, 그리고 왜 그것이 더 강력하게 생산하는 비밀로 간주 되는가, 강한 강철.
2. 마르텐 사이트 란 무엇입니까??
Martensite는 빠르게 냉각 될 때 강철로 형성되는 미세 구조입니다., 또는 담금질, 고온에서.
이것은 오스테 나이트의 변형 중에 발생합니다 (강철의 고온 단계) 마르텐 사이트로.
이 변형의 결과는 매우 강화됩니다, 놀라운 강도이지만 강인성이 제한된 취성 물질.
형성 과정:
오스테 나이트가 철강 구조물에서 탄소 원자를 포획하기에 충분히 빠른 속도로 냉각 될 때 마르텐 사이트 형태.
과정은 강철이 임계 온도 이하로 빠르게 냉각 될 때 발생합니다. (일반적으로 탄소강의 경우 약 727 ° C입니다).
냉각 속도가 중요합니다, 냉각 속도가 느리면 다른 미세 구조가 발생할 수 있습니다, 펄라이트 또는 베이니트와 같은.
강철의 탄소 함량은 또한 Martensite가 형성 할 수있는 금액에도 영향을 미칩니다., 탄소 함량이 높을수록 더 많은 마르텐 사이트로 이어집니다.
결과적으로, 탄소 함량이 높은 강철은 경도가 높을 수 있지만 더 부서지기 쉬운 경향이 있습니다..
마르텐 사이트의 주요 특성:
- 높은 경도: 마르텐 사이트는 최대 경도 수준에 도달 할 수 있습니다 60 HRC (로크웰 경도 척도), 이는 내마모성이 필요한 응용 분야에 이상적입니다.
- 취성: 경도에도 불구하고, 마르텐 사이트는 본질적으로 부서지기 쉽다. 스트레스가 많거나 충격 조건에서 균열 또는 실패가 발생하기 쉽습니다.,
그렇기 때문에 템퍼링과 같은 더 많은 열처리가 필수적입니다.. - 힘: 마르텐 사이트는 인장 강도가 높습니다, 종종 초과 1,200 MPa (메가파스칼), 강도가 우선 순위가 필요한 애플리케이션에 적합하게 만드는.
3. 템퍼링하는 것?
템퍼링은 담금질 후에 적용되는 열처리 공정입니다. 템퍼링의 주요 목표는 경도와 힘을 보존하면서 마르텐 사이트의 브리티 니스를 줄이는 것입니다..
템퍼링하는 동안, 강철은 더 낮은 온도로 재가열 된 다음 제어 속도로 냉각됩니다..
이것은 마르텐 사이트의 미세 구조를 강화 된 마르텐 사이트로 수정하는 데 도움이됩니다., 상당한 경도를 희생시키지 않으면 서 강인성을 제공합니다.
템퍼링의 목적:
템퍼링을 목표.
그것은 강철의 높은 인장 강도를 많이 유지하면서 Brittleness에 기여하는 탄소가 풍부한 단계 중 일부를 분해합니다..
그렇게함으로써, 템퍼링은 강철이 더욱 신뢰할 수 있고 갈라지기 쉬운, 특히 스트레스하에.
4. 마르텐 사이트 템퍼링 과정
템퍼링과 관련된 단계:
템퍼링에는 세 가지 주요 단계가 포함됩니다: 난방, 보유, 그리고 냉각. 작동 방식은 다음과 같습니다:
- 난방: 담금질 된 마르텐 사이트는 특정 템퍼링 온도로 가열됩니다..
예를 들어, 300 ° C로 가열하면 중간 탄소 강에서 인성과 강도를 최적화 할 수 있습니다.. - 보유: 강철은 일정 기간 동안 온화한 온도에서 고정됩니다..
일반적으로, 보유 시간 범위 30 몇 분에서 몇 시간, 원하는 특성에 따라. - 냉각: 홀딩 기간 후, 강철은 제어 속도로 냉각됩니다, 보통 공기 또는 기름에, 빠른 냉각을 방지합니다, 원치 않는 변형을 유발할 수 있습니다.
시간-온도-변환 (TTT) 도표:
TTT 다이어그램은 강철의 위상 변환이 온도와 시간에 어떻게 의존하는지 보여줍니다..
그것은 마르텐 사이트가 강화 된 마르텐 사이트와 같은 다른 미세 구조로 변형 될 정확한 조건을 결정하는 데 도움이됩니다..
TTT 다이어그램을 이해함으로써, 제조업체는 템퍼링 공정을 제어하여 특정 기계적 특성을 달성 할 수 있습니다..
템퍼링 시간과 온도의 영향:
- 짧은 템퍼링 기간 일반적으로 강철의 경도에 제한된 변화가 발생합니다,
~하는 동안 템퍼링 시간이 길다 더 높은 온도에서는 인성이 크게 향상되지만 약간의 경도를 희생하면. - 온도도 중요한 역할을합니다. 더 낮은 온도에서, 경도는 여전히 높지만 Brittleness는 약간 줄어 듭니다.
반면에, 더 높은 온도에서, 경도가 더 크게 감소합니다, 그러나 재료는 상당히 강하고 탄력적입니다.
5. 마르텐 사이트 템퍼링의 유형
저온 템퍼링 (150–250 ° C):
이 온도 범위에서, 주요 초점은 담금질 동안 빠른 냉각으로 유도 된 내부 응력을 완화하는 것입니다..
강철은 많은 경도를 유지하면서 약간 더 힘들어집니다., 큰 영향을 미치지 않는 부품에 적합하게 만듭니다..
중간 온도 템퍼링 (300–450 ° C):
이 템퍼링 범위는 연성과 인성을 향상시키면서 경도와 힘을 최적화합니다..
일반적으로 강도와 강인함의 균형이 필요한 일반 목적 공구강 및 구조 구성 요소에 사용됩니다..
고온 템퍼링 (500-650°C):
고온 템퍼링은 마르텐 사이트를 강화 된 마르텐 사이트로 전환합니다, 이는 브라이언스를 크게 줄입니다.
이 과정은 우수한 강인성을 제공하며 극도의 스트레스를받는 구성 요소에 이상적입니다., 자동차 및 항공 우주 응용 프로그램과 같은.
6. 마르텐 사이트 템퍼링의 이점
Martensite Tempering은 강철 부품의 성능과 수명을 향상시키는 몇 가지 중요한 이점을 제공합니다..
템퍼링을 통해 마르텐 사이트의 특성을주의 깊게 조정함으로써, 제조업체는 경도와 인성 사이의 최적의 균형을 달성 할 수 있습니다.,
광범위한 까다로운 애플리케이션에 적합합니다..
강인성 향상
Martensite Tempering의 가장 주목할만한 이점 중 하나는 인성의 개선입니다..
담금질 후, Martensite는 매우 단단하지만 매우 부서 지기도합니다, 스트레스 나 충격에 따라 크래킹되기 쉬운.
템퍼링은 이러한 브리틀즈를 줄입니다, 강철이 도전적인 조건에서 더 많은 에너지를 흡수하고 골절에 저항하도록 허용.
예를 들어, 템퍼링 된 마르텐 사이트는 a를 나타낼 수 있습니다 30-50% 충격 강인성의 개선이 부지런하지 않은 대응 물에 비해.
이것은 충격에 대한 저항이있는 응용 프로그램에 적합합니다., 진동, 또는 갑작스런 부하 변화가 중요합니다.
균형 잡힌 경도와 연성
Martensite Tempering은 제조업체가 철강의 경도와 연성을 미세 조정할 수 있습니다..
혼자서 해소하면서 매우 단단하지만 부서지기 쉬운 강철, 템퍼링은이 두 가지 상충되는 속성 사이의 균형을 맞추는 데 도움이됩니다..
결과는 상당한 경도를 유지하는 재료입니다, 내장에 저항합니다, 또한 균열보다는 스트레스 하에서 변형하기에 충분한 연성이 있지만.
강화 된 마르텐 사이트는 일반적으로 경도 수준을 달성합니다 45 에게 60 HRC (로크웰 경도 척도),
고강도 응용 프로그램에 이상적입니다, 툴링 및 기계 부품과 같은, 너무 많은 유연성을 희생하지 않고.
Brittleness 감소
템퍼링은 냉담한 마르텐 사이트에서 내재 된 브리티 니스를 크게 감소시킵니다.
고 탄소 martensitic 상, 힘들지만, 스트레스가 많은 조건에서 실패에 취약합니다, 충격 또는 피로와 같은.
온도와 시간을 제어함으로써, 제조업체는 강철의 미세 구조를 조정할 수 있습니다
내부 응력을 줄이고 끊임없는 마르텐 사이트와 같은 취성 단계의 형성을 방지합니다..
이로 인해 까다로운 환경에서 더 나은 성능을 발휘하는보다 안정적인 자료가 발생합니다., 크래킹 또는 파손으로 인한 치명적인 실패의 위험 감소.
향상된 내마모성
템퍼링은 강철의 내마모성을 향상시킵니다, 특히 다른 표면 처리와 결합 될 때.
Martensite 형성을 통해 달성 된 경도는 연마 접촉 또는 마찰과 관련된 응용 분야에 중요합니다., 절단 도구와 같은, 기어, 산업 기계.
하지만, AS-reenched Martensite의 Brittleness는 실제 사용을 제한 할 수 있습니다..
템퍼링은 높은 수준의 경도를 유지하면서 브랜드를 줄입니다., 따라서 인성을 희생하지 않고 내마모성을 향상시킵니다.
예를 들어, 강화 된 공구강은 절단에 반복 마모를 견딜 수 있습니다, 교련, 또는 연삭 응용 프로그램, 수명을 연장하고 빈번한 교체의 필요성을 줄입니다..
치수 안정성 증가
템퍼링은 재료 내의 내부 응력을 줄이기 때문입니다, 강철 성분의 치수 안정성을 향상시키는 데 도움이됩니다.
담금질 동안, 강철의 빠른 냉각은 뒤틀림을 유발할 수 있습니다, 왜곡, 불균일 한 열 수축으로 인한 균열.
템퍼링은 이러한 문제를 최소화합니다, 최종 구성 요소가 의도 한 모양과 크기를 유지하도록.
이것은 정밀 엔지니어링에서 특히 중요합니다, 높은 차원 정확도가 필요한 경우, 제조 금형과 같은, 죽는다, 또는 항공 우주 부품.
강화 된 피로 저항
템퍼링은 Martensite의 Brittleness를 줄이고 주기적 부하를 견딜 수있는 능력을 향상시켜 피로 저항력을 증가시킵니다..
반복 하중 및 언로드에 노출 된 구성 요소, 서스펜션 스프링과 같은, 자동차 부품, 및 터빈 블레이드,
조기에 실패하지 않고 스트레스를 흡수하는 템퍼 레드 스틸의 혜택.
템퍼링 과정을 조정함으로써, 엔지니어는 변동하는 하중 하에서 장기 내구성을 제공하는 강도와 연성의 이상적인 조합을 달성 할 수 있습니다..
7. 마르텐 사이트 템퍼링의 적용
Martensite Tempering은 광범위한 산업에서 사용되는 철강 부품의 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을합니다..
Martensitic 강철의 경도와 인성을 조정함으로써, 템퍼링은 스트레스가 높은 특정 요구를 충족시킬 수 있습니다., 고기 환경.
공구강
Martensite Tempering의 가장 일반적인 응용 중 하나는 생산에 있습니다. 공구강, 강력하도록 설계되었습니다, 튼튼한, 그리고 마모에 저항합니다.
Martensitic Tool Steel은 종종 절단 도구를 제조하는 데 사용됩니다., 죽는다, 금형, 경도와 인성의 조합이 필요한 기타 정밀 도구.
- 절단 도구: 드릴과 같은 도구, 탭, 밀링 커터.
이 강을 템퍼링하면 치핑 및 균열에 대한 저항력이 향상됩니다., 고속 절단 조건에서도. - 곰팡이와 다이: 자동차 및 제조와 같은 산업에서, 곰팡이와 다이는 저압과 온도를 견딜 필요가 없습니다..
템퍼링 Martensitic 철강은 이러한 극한 조건에서 변형에 저항하는 능력을 향상시킵니다.,
금형이 일관성을 생성 할 수 있도록합니다, 긴 생산량에 대한 고품질 부품.
자동차 부품
마르텐 사이트 템퍼링은 자동차 산업에서 극단적 인 기계적 스트레스를 견뎌야하는 부품을 생산하는 데 널리 사용됩니다., 입다, 장기간의 피로.
열쇠 중 일부 자동차 템퍼링의 혜택을받는 부품에는 포함됩니다:
- 기어: 자동차 기어는 지속적인 응력을 견딜 수있는 힘들고 힘들어야합니다., 마찰, 그리고 회전력.
강화 된 마르텐 사이트 스틸은 강도와 내마모성의 이상적인 조합을 제공합니다., 신뢰할 수있는 조기 실패 방지, 오래 지속되는 성능. - 크랭크 샤프트 및 커넥팅로드: 크랭크 샤프트 및 커넥팅로드는 높은 순환 로딩에 적용됩니다.
엔진의 고속 조건에서도 모양과 강도를 유지해야합니다..
템퍼링 Martensitic 강철은 이러한 중요한 구성 요소의 피로 저항을 향상시킵니다., 수명을 연장하고 엔진 신뢰성을 유지합니다. - 서스펜션 부품: 충격 흡수기 마운트와 같은 구성 요소, 제어 암, 그리고 괄호는 반복적 인 하중을 경험합니다, 진동, 그리고 영향력.
템퍼링은 피로의 균열을 예방하고 시간이 지남에 따라 무결성을 유지하는 데 필요한 강인함을 제공합니다..
항공우주
~ 안에 항공우주, 구조 성분에 사용되는 재료는 우수한 강도를 나타냅니다., 내구성, 그리고 스트레스 저항.
Martensite Tempering은 중요한 구성 요소에서 이러한 특성을 달성하는 핵심 과정입니다..
- 항공기 착륙 장비: 랜딩 기어는 랜딩 및 택시의 충격을 흡수해야합니다., 스트레스가 많은 조건에서 종종.
템퍼링 된 마르텐 스테이트 스틸은 랜딩 기어가 마모와 크래킹에 저항하면서 강도를 유지하도록합니다.. - 엔진 구성 요소: 터빈 블레이드와 같은 구성 요소, 압축기 블레이드,
제트 엔진의 다른 고성능 부분은 극한 조건에 노출됩니다., 고온과 빠른 기계적 스트레스를 포함합니다.
강화 된 Martensitic 강철은 이러한 조건을 견딜 수있는 능력을 향상시키면서 피로 저항성과 내구성 향상을 제공합니다..
산업 기계 및 장비
Martensite Tempering은 다양한 산업 기계 및 장비의 성능과 수명을 향상시키는 데 중요한 역할을합니다..
일정한 마찰을받는 구성 요소, 영향, 그리고 기계적 스트레스는 시간이 지남에 따라 신뢰할 수 있도록 특별한 치료가 필요합니다..
- 펌프 및 밸브: 산업 펌프와 밸브는 종종 마르텐 사이트 스틸에서
유체와 가스의 부식 효과를 견딜 수 있습니다, 자주 작동으로 인한 기계적 응력뿐만 아니라.
템퍼링은 강인함과 내마모성을 향상시킵니다, 높은 압력과 온도에서 효과적으로 기능하도록. - 기어 박스 및 베어링: 중장기에서, 기어 박스와 베어링은 모션 및 전원을 전송하는 데 필수적입니다..
템퍼링 된 마르텐 스테이트 스틸은 이러한 구성 요소가 내구성을 유지하도록합니다, 내마모성, 높은 하중을 견딜 수 있습니다, 따라서 유지 보수 비용과 가동 중지 시간을 줄입니다. - 절단 및 프레스 장비: 절단에 사용되는 장비, 누르는 것,
또는 스탬핑 금속 구성 요소는 극심한 압력을 견딜 수있는 동안 날카로운 가장자리 또는 정확한 표면을 유지해야합니다..
Tempering Martensitic Steel은 이러한 도구가 시간이 지남에 따라 강도와 치수 정확도를 유지하도록합니다., 가혹한 운영 조건에서도.
중장비 및 건축
광업과 같은 산업에서, 건설, 그리고 발굴, 중장비의 내구성은 최적의 성능에 중요합니다..
Martensite Tempering 은이 기계의 강철 부품이 높은 수준의 마모 및 기계적 스트레스에 저항 할 수 있도록합니다..
- 굴삭기 치아와 칼날: 굴삭기의 치아와 날, 불도저, 그리고 다른 중장기는 암석과 토양에서 끊임없이 마모 될 수 있습니다..
템퍼링은 이러한 성분의 내마모성을 향상시킵니다, 과도한 마모 나 실패없이 더 오랜 기간 동안 효과를 유지할 수 있습니다.. - 분쇄기 부품: 광업 및 건설 산업에 사용되는 크러셔.
강화 된 마르텐 사이트, 생산성 향상 및 다운 타임 감소.
소비자 제품
Martensite Tempering은 강도와 내구성이 필요한 특정 소비자 제품의 제조에도 적용됩니다., ~와 같은:
- 주방 나이프와 도구: 고품질 나이프와 가위는 종종 템퍼링 된 마르텐 사이트 스틸로 만들어집니다.
치핑과 균열에 저항하는 동안 날카로운 가장자리를 유지하도록하기 위해. - 스포츠 장비: 고성능 스포츠 장비, 자전거와 같은, 스키 폴, 그리고 도구, 또한 마르텐 사이트 템퍼링의 이점.
이 과정은 이러한 제품의 인성과 피로 저항을 향상시킵니다., 극한 조건에서도 신뢰할 수있게합니다.
8. 마르텐 사이트 템퍼링 과정에 영향을 미치는 요인
템퍼링 온도
템퍼링이 발생하는 온도는 생성 된 미세 구조 및 강철의 기계적 특성에 크게 영향을 미칩니다..
일반적으로, 템퍼링 온도는 사이의 범위입니다 300 및 700 ° C, 사이에 인장 강도 발달을 허용합니다 1700 그리고 800 MPa.
온도가 높을수록 일반적으로 인성이 증가하지만 경도는 감소합니다..
템퍼링 시간
템퍼링 과정의 지속 시간도 중요한 역할을합니다.. 템퍼링 시간이 길어질 수 있습니다
마르텐 사이트의보다 완전한 분해와 더 미세한 탄화물의 형성으로 이어집니다., 강인성을 향상시킬 수 있습니다.
하지만, 지나치게 오랜 시간이 지나갈 수 있습니다, 경도가 감소하고 바람직하지 않은 단계가 형성 될 수있는 곳.
탄소 함량
강철 내의 탄소 함량은 템퍼링 과정에 영향을 미칩니다.
탄소 수준이 높을수록 일반적으로 담금질 후 경도가 높아지지만 강철이 템퍼링 중에도 포괄적 인 감수성을 높일 수 있습니다..
탄소 원자는 탄화물의 침전에 영향을 미칩니다, 강화 메커니즘에 영향을 미칩니다.
합금 원소
크롬과 같은 합금 요소, 몰리브덴, 바나듐, 니켈은 템퍼링 과정에 상당한 영향을 미칩니다.
그들은 마르텐 사이트의 분해를 지연시키고 유형에 영향을 줄 수 있습니다., 모양, 크기, 및 카바이드 침전물의 분포.
예를 들어, 몰리브덴과 바나듐은 템퍼링 동안 2 차 경화에 기여하는 매우 안정적인 탄화물을 형성 할 수 있습니다.
시절 냉각 속도
템퍼링 후 강철이 냉각되는 속도는 최종 특성에 영향을 줄 수 있습니다..
빠른 냉각은 유지 된 오스테 나이트가 마르텐 사이트로의 전체 변형을 방지 할 수 있습니다.,
느린 냉각은 미세 구조의 최대 변환 및 안정화를 허용 할 수 있습니다..
초기 미세 구조
템퍼링 전 시작 미세 구조는 결과에 영향을 줄 수 있습니다.
예를 들어, 마르텐 사이트와 함께 베이 나이트 또는 유지 된 오스테 나이트의 존재는 강철의 성화 거동과 최종 특성을 변화시킬 수 있습니다..
스트레스 상태 및 사전 처리
이전 처리 단계의 잔류 응력 (담금질과 같은) 강철이 템퍼링에 반응하는 방식에 영향을 줄 수 있습니다.
이러한 스트레스는 절제 중에 발생하는 확산 과정 및 위상 변환에 영향을 줄 수 있습니다..
템퍼링 중 분위기
템퍼링이 발생하는 분위기도 중요 할 수 있습니다.. 제어 된 대기는 산화 및 탈 카버 화를 방지 할 수 있습니다,
둘 다 표면 특성을 저하시키고 템퍼링 과정의 효과를 줄일 수 있습니다.
9. Martempering vs. 다른 열처리 방법
- 담금질 및 템퍼링: 두 과정 모두 가열 및 냉각이 포함됩니다, Martempering은보다 통제 된 접근 방식을 제공합니다, 균열과 왜곡의 위험이 줄어 듭니다.
- 니트로 카비 화: 강철 표면에 질소와 탄소를 도입하여 내마모성을 증가시키는 표면 처리 과정,
개선 된 표면 경도를 위해 템퍼링과 함께 사용됩니다. - 침탄: 경도를 향상시키기 위해 저탄소 강 표면에 탄소를 첨가하는 것과 관련이 있습니다., 종종 강인함을 향상시키기 위해 템퍼링이 뒤 따릅니다.
10. Martempering의 표준
여러 산업 표준이 마약 과정을 관리합니다:
- ASTM A252: 탄소 및 합금강에 대한 열처리 작업에 대한 지침 제공.
- ISO 6508: 도구 강의 열처리 작업을 다룹니다.
- 안에 10065: 비 합금강의 열처리에 대한 요구 사항을 지정합니다.
- 지스 g 4101: 건설 강에서 열처리 작업 표준을 설정합니다.
11. 결론
마르텐 사이트 템퍼링은 취성을 변화시키는 필수 과정입니다, 더 강한 마르텐 사이트, 상당한 강도를 유지하면서보다 신뢰할 수있는 재료.
온도와 시간을주의 깊게 제어함으로써, 제조업체는 경도를 미세 조정할 수 있습니다, 인성,
자동차와 같은 산업의 요구를 충족시키기 위해 철강의 내마모성, 항공우주, 그리고 제조.
내마모성을 향상시키는 지 여부, 강인성 향상, 또는 힘과 연성 균형,
마르텐 사이트 템퍼링.
고품질 맞춤형 제품을 찾고 있다면, 선택 이것 귀하의 제조 요구 사항에 대한 완벽한 결정입니다.
