단련[work, forging]과 단조(forging)

단련[work, forging]

강을 열간단조하여 성질을 조정한 것. 단련이라는 말은 이러한 기술상의 용어로 전환하여 교육의 하나의 목적을 의미하는 용어라는 것은 잘 알려지고 있다.

교육상의 단련이란 대상으로 하는 인간에 말이 되지 않는 언어인 실천의 장(場)을 부여하여, 여기서 심신에 과제를 주는 일종의 시련을 경험시켜 끈끈하고 강한 인격을 형성시키는 것이다.

 

[철은 뜨거운 속에서 때린다]라는 말도 단련으로부터 파생하여 기술 및 교육의 용어로 되고 있다.

즉'단련'이란 말도 앞으로 잡아당긴다는 기술에서 파생하여 교육 특히 체육분야로 사용되었기 때문이다.

 

인격도야라는 말도 재료기술의 용어가 교육용어로 전환한 것이다. 즉 도토(陶土)를 조정하고 성형하여 가마로 구워서 사용되는 도기를 창출하는 것, 소재의 금속 특히 강을 단련하여 강인한 도구를 창출하는 것을 인격형성으로 비유한 것이다. 영어의 work에도'공부하는 것'이란 의미가 있다.

 

그리고 강의 제조에 있어서 단련의 내용은 시대에 따라 변화하고 있다. 용융환원이 이루어지지 않았던 고대의 골풀무제철에서는 몇 번이나 포개져 단조함으로써 비금속개재물을 광학현미경에서는 보이지 않을 정도로 미세하게 분산시킬 때까지 끈기 있게 지속되는 것이었다.

근대제철에 있어서는 주조로 제조한 강괴를 수평단조함으로써 내부편석이나 보이드 등을 삭감시키고, 또 주조에서 형성시킨 수지상정 등의 조대한 조직을 미세한 조직으로 변화시키는 것이 목적이다.

 

내부편석은 단조에 의해 주어진 변형으로 촉진시키는 확산현상에 따라 삭감하는 것이 기대된다. 보이드나 공극 등은 업셋률이 크게 작용하는 압력이 큰 경우에는 공극 내면에 업셋률을 삭감시키는 소성유동이 생겨서 삭감시킬 수도 있다.

 

변형에 있어서 전단적인 소성변형도 공극의 편평도를 보다 크게 하는 효과가 있어 이들의 삭감에 기여한다. 현대가 되어 두꺼운 부재가 생산되기 시작하자 부재 두께방향의 인장강도나 인성이 문제가 되어 단련의 재검토가 이루어졌다.

 

두께방향에만 큰 두께 감소를 부여하면 비금속개재물 속에서 원래의 금속과 같아지도록 변형하는 것이 두께와 수직방향에 신장 또는 확장되어 두께방향의 강도와 인성을 손상시킴을 알게 되었다.

 

여기서 비금속개재물이 없는 청정한 강을 사용하는 것이 정공법이지만, 두께방향의 단조를 비우고 그러나 유효하게 보이드의 삭감과 조직의 개선이 이루어지는 단련기술이 추구되고 있다.

 

단조(forging)

 

물체에 압축력을 부가하여 성형하는 비정상적 가공.

주조와 견주어 인류가 고대부터 이루어 왔던 금속가공기술이다. 철검을 만드는데 인간이 해머로 열간단조하였다.

 

소동력 축차가공의 전형이다. 해머는 공구계의 운동에너지를 단조 동력으로 변하게 한다는 점에서 그 특징이 있다.

 

한편 프레스를 사용하는 단조로서 장치계의 운동에너지에서는 장치를 구동하는 동력의 용량이 단조의 동력이 된다.

 

프레스를 사용하는 단조도 수천톤에서 수만톤 용량의 대형유압프레스를 사용하여 열간에서 하는 대형단조품의 수평단조, 인장단조, 형단조, 같은 니켈합금이나 티틴합금의 형단조, 등온형단조를 비롯하여 수백톤 정도의 클램프프레스를 이용하는 차부품 등의 냉간단조까지 온도나 제품의 질량면에서는 다양하다.

 

단조성형의 기본적인 기구는 공통으로 압축하중 하에 생기는 재료의 소성유동을 제어하는 경우이다. 그러나 가열, 윤활, 공구재료, 핸들링 기타의 지원기술은 개개 단조의 다양성에 입각하여 다기에 이르고 있다.