I 열처리 균열
형질:
형태: 열처리 균열은 종종 마르텐사이트 변형 구역에서 생성되므로 균열은 결정을 따라 균열되거나 결정을 통과할 수 있습니다. 균열은 방사형, 분리형 또는 그물형일 수 있습니다.
위치: 균열은 일반적으로 작업물의 날카로운 모서리나 단면이 갑자기 변할 때 발생하는 경향이 있습니다.
단면: 담금질 균열의 단면은 일반적으로 산화되지 않으며 흰색, 칙칙한 흰색 또는 연한 빨간색(담금질로 인한 물녹)을 띨 수 있습니다.
원인:
균열은 담금질 중에 생성된 큰 응력이 재료 자체의 강도보다 크고 소성 변형 한계를 초과할 때 발생합니다.
이는 담금질 가열 온도가 너무 높거나 냉각 속도가 너무 빠른 것과 같은 요인과 관련이 있을 수 있습니다.
열처리 균열의 원인
a. 재료 야금 품질:
수축이나 심각한 압연 결함과 같은 야금학적 문제는 재료의 불균일성을 초래하여 담금질 균열의 위험을 높일 수 있습니다.
거시적 분리, 고용체 분리, 고용체 수소, 단조 및 압연 결함, 슬래그 포집, 페라이트-진주석 밴딩 조직 및 카바이드 밴딩 조직과 같은 야금학적 결함은 단독으로 작용하거나 거시적 또는 미시적 내부 응력과 결합하여 급냉 균열을 일으킬 수 있습니다.
b. 재료 탄소 함량 및 합금 원소:
탄소 함량이 증가하면 마르텐사이트의 파괴강도가 감소하고, 이로 인해 담금질 균열이 발생할 경향이 커집니다.
Mn, Cr, V, Mo 등과 같은 합금 원소는 그 함량이 증가함에 따라 담금질 균열의 경향을 증가시킵니다.
그러나 원소 B는 경화성을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 적절한 양의 희토류 원소는 전위 이동에 필요한 마찰을 줄여 취성 파괴 경향을 줄일 수 있습니다.
c. 담금질 공정 조건:
담금질 가열 방법과 가열 속도의 부적절한 제어, 불균일한 가열, 너무 높은 담금질 온도는 담금질 균열을 초래할 수 있습니다.
냉각 방법이 적합하지 않거나, 냉각 속도가 너무 빠르거나, 냉각이 고르지 않거나, 냉각 매체의 선택이 부적절한 것도 일반적인 원인입니다.
열처리를 위해 공작물을 준비하지 않은 채 담금질을 하거나, 부적절한 처리를 하는 경우, 그리고 적절한 시기에 템퍼링을 하지 않는 경우에도 담금질 균열이 발생할 수 있습니다.
d. 작업물의 크기 및 모양:
공작물의 날카로운 모서리나 단면 변형은 응력 집중이 일어나기 쉬운 곳이기 때문에 급냉균열이 발생하기 쉽습니다.
대형 샤프트 부품은 담금질 시 담금질에 실패하면 열 응력으로 인한 균열이 발생하기 쉽습니다.
e. 내부 결함:
재료 내부에 존재하는 증기 기포, 내포물, 모발선, 흰 반점 등과 같은 결함은 열처리 응력의 작용으로 균열의 원인이 될 수 있으며 점차 확대될 수 있습니다.
f. 마르텐사이트 고유 취성:
마르텐사이트의 본질적인 취성은 담금질 균열의 내부 원인이며, 그 결정구조, 화학적 조성, 야금학적 결함 등이 이에 영향을 미치게 된다.
담금질 균열은 여러 요소가 결합된 결과이며, 담금질 균열 위험을 줄이기 위해 재료 선택, 공정 제어, 작업물 설계 등 다양한 측면에서 고려되고 최적화되어야 합니다.
형질:
형태: 단조 균열은 고온에서 형성되고, 균열은 비교적 두껍고 일반적으로 여러 개의 띠 형태로 존재하며, 미세한 팁이 없고 미세한 방향이 없습니다. 때때로 균열 주변은 완전히 탈탄소화되지 않고 반탈탄소화됩니다.
위치: 종종 분리된 조직, 응력 집중 또는 합금 원소로 인해 발생합니다.
단면: 균열 단면은 짙은 갈색을 띠거나 심지어 산소 표면처럼 보일 수 있는데, 이는 단조 변형 시 균열이 팽창하여 공기와 접촉하기 때문이다.
원인:
원자재 결함:
잔류 수축: 원료의 기공이나 구멍이 완전히 닫히지 않으면 단조 공정 중에 재료의 강도가 감소하여 균열이 발생하기 쉽습니다.
강철에 포함된 것:
비금속 개재물, 탄화물 편석, 원료 내의 이질 금속 개재물은 재료의 연속성을 약화시키고 균열 형성을 촉진할 수 있습니다.
부적절한 단조 공정:
부적절한 가열:
가열 온도가 너무 높거나 너무 낮으면 재료 내부에 응력이 고르지 않게 분포되어 단조 시 균열이 발생할 수 있습니다.
부적절한 변형:
변형률이 너무 크고, 강의 가소성이 압력의 모양을 견딜 수 없어 파열을 일으키기 쉽습니다. 이 균열은 종종 단조 단계의 시작 부분에서 발생하고 빠르게 확장됩니다.
단조 후 부적절한 냉각:
냉각 속도가 너무 빠르거나 느리면 재료 내부에서 응력이 집중되어 균열이 발생할 수 있습니다.
시기적절하지 않은 열처리:
단조 후 적절한 열처리가 이루어지지 않으면 재료 내부 응력이 효과적으로 해소되지 않아 균열 위험이 커집니다.
g. 부적절한 온도 조절:
가열 및 냉각 공정에서 온도가 적절하게 제어되지 않으면 재료에 과도한 내부 응력이 발생하여 균열이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 담금 공정에서 냉각이 너무 빠르면 담금 균열이 발생할 수 있습니다.
h. 재료 응력 집중:
단조 시 날카로운 모서리나 단면 변형 등 응력 집중 영역이 있을 경우, 응력이 재료의 용량을 초과하면 균열이 발생할 수 있습니다.
