어닐링은 단조 강철을 지정된 온도(일반적으로 임계 온도보다 낮은 온도)로 가열한 다음 일반적으로 용광로에서 천천히 냉각하는 열처리 공정입니다. 어닐링의 주요 목적은 강철을 연화시켜 후속 가공 또는 성형 작업에 더 적합하게 만드는 것입니다. 어닐링 과정에서는 단조 시 발생하는 내부 응력이 완화되고, 강의 입자 구조가 미세화됩니다. 이 공정을 통해 경도가 감소하고 연성이 증가하여 파손 없이 소성 변형을 겪는 강철의 능력이 향상됩니다. 또한 어닐링은 강철 미세 구조의 균일성을 향상시켜 최종 응용 분야에서 보다 예측 가능하고 일관된 성능을 제공합니다.
담금질은 단조 강철을 고온(일반적으로 임계 온도 이상)으로 가열한 다음 물, 오일 또는 폴리머 용액과 같은 담금질 매체에서 빠르게 냉각시키는 중요한 열처리 공정입니다. 급속 냉각은 강철의 미세 구조를 일반적으로 바늘 모양 구조를 특징으로 하는 단단하고 부서지기 쉬운 마르텐사이트로 변형시킵니다. 이러한 변형은 강철의 경도와 인장 강도를 크게 증가시킵니다. 그러나 담금질은 강철 내부의 냉각 속도 차이로 인해 상당한 내부 응력을 유발하므로 제대로 관리하지 않으면 뒤틀림이나 균열이 발생할 수 있습니다. 담금질 매체의 선택과 냉각 속도는 경도와 인성 사이의 원하는 균형을 달성하는 데 중요한 요소입니다.
마르텐사이트 변태로 인한 취성을 완화하기 위해 담금질 후에 템퍼링이 수행됩니다. 이 공정에서 담금질된 강철은 임계 온도 이하의 온도로 재가열되고 실온으로 냉각되기 전에 특정 기간 동안 이 온도에서 유지됩니다. 템퍼링 온도와 지속 시간은 원하는 기계적 특성을 달성하기 위해 신중하게 제어됩니다. 템퍼링은 강철의 경도를 약간 감소시키는 동시에 인성을 크게 향상시켜 충격이나 응력으로 인해 강철이 깨지는 경향을 줄여줍니다. 또한 이 공정은 담금질 중에 발생하는 내부 응력 중 일부를 완화하여 강철의 미세 구조를 안정화하고 치수 안정성을 향상시킵니다.
표준화에는 단조된 원형 강철을 임계 온도(일반적으로 850°C ~ 950°C)보다 약간 높은 온도로 가열한 다음 공기 중에서 냉각시키는 작업이 포함됩니다. 이 공정은 철강의 결정립 구조를 미세화해 균일성을 높이고, 강도, 인성 등 기계적 성질을 향상시키는 것을 목표로 한다. 담금질과 달리 노멀라이징은 극단적인 경도를 생성하지 않지만 보다 균일하고 균형 잡힌 미세 구조를 제공하므로 강도와 연성의 조합이 필요한 응용 분야에 적합합니다.
견고한 코어를 유지하면서 단단하고 내마모성이 있는 표면이 필요한 응용 분야의 경우 침탄, 질화 또는 침탄질화와 같은 표면 경화 기술이 사용됩니다. 이러한 공정에는 단조 원형강의 표면층에 탄소나 질소를 확산시켜 표면 경도를 높이는 과정이 포함됩니다. 예를 들어, 침탄은 탄소가 풍부한 환경에서 강철을 가열하는 반면 질화는 질소를 도입합니다. 표면 경화는 내마모성과 피로 강도를 향상시키며, 코어는 상대적으로 부드럽고 연성을 유지하여 우수한 성능 특성 조합을 제공합니다.
