열처리 방법 중 탬퍼링이란? 장점 및 공정 단계, 응용분야

열처리는 금속 및 합금의 특성을 향상하기 위해 제조 산업에서 사용되는 중요한 공정으로 사용되는 주요 열처리 방법 중 하나는 템퍼링입니다. 템퍼링에는 기계적 특성을 개선하고 취성을 줄이며 내부 응력을 완화하기 위해 재료의 제어된 가열 및 후속 냉각이 포함됩니다. 이번 글에서는 템퍼링의 개념을 살펴보고 그 장점, 공정 단계 및 응용 분야에 대해 자세히 살펴보도록 하겠습니다.

 

탬퍼링

 

 

I. 템퍼링 이해: 재료 성능 및 연성 향상

템퍼링은 담금질 또는 어닐링과 같은 경화 공정을 따르는 열처리 기술이며 연성을 높이면서 과도한 경도를 줄임으로써 재료의 경도와 인성 사이의 균형을 이루는 것을 목표로 합니다. 템퍼링의 주요 내용은 아래와 같습니다.

1.1 템퍼링의 장점

템퍼링은 몇 가지 중요한 장점을 제공합니다.

• 향상된 인성: 템퍼링은 에너지를 흡수하고 파괴에 저항하는 능력인 재료의 인성을 증가시키는 데 도움이 됩니다. 이로 인해 재료가 충격과 갑작스러운 하중에 더 잘 견딥니다.
• 취성 감소: 템퍼링 공정은 경화 처리 후 발생할 수 있는 취성을 완화하는 데 도움이 되기 때문에 템퍼링을 통해 재료의 연성이 증가하여 부서지기 쉬운 것을 방지합니다.
• 응력 완화: 템퍼링은 또한 경화 과정에서 발생할 수 있는 내부 응력이 완화되어 재료가 뒤틀리거나 갈라질 위험이 줄어듭니다.

 

II. 템퍼링 공정: 단계 및 매개변수

템퍼링 공정에는 원하는 재료 특성을 얻기 위한 특정 단계와 매개변수가 포함됩니다. 주요 측면에 대한 개요는 다음과 같습니다.

2.1 난방

경화된 재료는 임계 변형 온도보다 낮은 온도로 가열됩니다. 이 온도는 템퍼링 되는 재료에 따라 다르며 일반적으로 경화 온도보다 낮으며 가열 공정에서는 탄소 원자의 재분배와 과도한 경도의 감소를 허용합니다.

2.2 담그기

원하는 온도에 도달한 후 재료는 지정된 기간 동안 해당 온도에서 유지되며 이 담금 시간은 재료 전체에 걸쳐 온도의 균일성을 보장하여 원하는 미세 구조 변화가 발생할 수 있도록 합니다.

2.3 냉각

담금 기간 후에 재료는 원하는 특성에 따라 공기, 물 또는 오일에서 냉각됩니다. 템퍼링 중 냉각 속도는 일반적으로 뒤틀림 또는 균열의 위험을 최소화하기 위해 경화 공정보다 느립니다.

2.4 템퍼링에 영향을 미치는 요인

재료 유형, 원하는 속성, 초기 경도 및 뜨임 온도를 포함하여 몇 가지 요인이 뜨임 공정에 영향을 미치며 원하는 경도와 인성의 균형을 이루기 위해서는 적절한 템퍼링 온도와 시간을 선택하는 것이 중요합니다.

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III. 템퍼링의 응용

템퍼링은 경도, 인성 및 연성의 조합이 요구되는 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 다음은 몇 가지 응용 분야입니다.

3.1 공구 및 다이 제조

템퍼링은 일반적으로 절삭 공구, 펀치 및 금형을 포함한 다양한 공구 및 다이 생산에 사용됩니다. 이러한 구성 요소를 템퍼링함으로써 제조업체는 경도와 인성 간의 최적의 균형을 달성하여 내구성과 내마모성을 보장할 수 있습니다.

3.2 자동차 및 항공우주 산업

자동차 및 항공우주 분야에서 템퍼링은 고강도, 내충격성 및 내 피로성이 요구되는 중요 부품에 필수적입니다. 예를 들면 크랭크샤프트, 기어, 트랜스미션 부품이 있으며, 여기서 템퍼링은 성능과 수명을 향상하는 데 도움이 됩니다.

3.3 건설 및 구조적 적용

템퍼링은 건설 산업, 특히 구조용 강철 구성 요소에서 중요한 역할을 합니다. 구조용 강철을 템퍼링함으로써 엔지니어는 원하는 강도와 인성을 달성하여 건물, 교량 및 기타 인프라의 구조적 무결성과 안전성을 보장할 수 있습니다.

 

결론

템퍼링은 재료의 경도와 인성 사이에서 원하는 균형을 이루는 데 도움이 되는 중요한 열처리 방법입니다. 경화된 재료를 제어된 가열 및 냉각에 적용함으로써 템퍼링은 인성을 향상하고 취성을 줄이며 내부 응력을 완화하기 때문에 이 공정은 인성 향상, 취성 감소, 응력 완화 등 다양한 장점을 제공합니다.