담금질[quenching]

1. 담금질[quenching]

재료를 고온으로 가열한 후 실온 또는 저온으로 유지한 물, 기름 그 밖의 냉매 속에 투입하여 급속히 급냉하는 열처리.

 

알루미늄합금에서는 담금질함으로써 냉각 속에 생기는 경화에 기여하지 않는 석출이 제어되고, 담금질 후의 시효처리에 의한 경화의 정도를 크게 할 수 있다.

 

철강재료에서는 담금질경화라고도 하여 고온에서 오스테나이트조직, 실온 부근에서 페라이트조직이 되는 재료를 가열하여 오스테나이트상태로 한 후 물이나 기름(기름 담금질) 등 속에 투입하여 급냉함으로써 단단한 마르텐사이트조직을 얻는 열처리를 말한다.

 

이 열처리에 의해 단단한 마르텐사이트조직이 얻어진 것을 담금질한다고 한다. 담금질 후는 연성, 인성을 부여하기 위해 뜨임을 한다. 충분한 양의 마르텐사이트가 얻어지지 않고 페라이트나 펄나이트 또는 잔류오스테나이트가 생기는 것을 불완전담금질이라고 하고, 뜨임을 해도 양호한 강도와 연성, 인성이 얻어지지 않는다.

같은 냉각속도가 얻어지는 냉매를 이용하고 같은 굵기나 같은 두께의 재료를 담금질해도 철강재료의 종류에 따라 담금질하는 용이함이 다르다.

 

그러한 철강재료 자체의 성질로서 담금질하기 쉬운 것을 담금질성이라고 부른다. 합금원소를 첨가하면 원소에 의한 정도의 차는 있으나 담금질성이 좋아진다. 즉 담금질이 쉬워진다. 담금질성이 좋으면 대형부재에서도 불완전담금질이 되기 어렵고, 급냉하지 않아도 담금질이 되기 때문에 담금질시의 균열이나 변형을 억제할 수 있다.

 

재료의 표면만 가열하여 급냉하고 표면만을 경화하는 처리를 표면담금질(표면경화, 침탄)이라고 부른다.

 

2. 담금질경화[quench hardening]

철강재료를 가열하여 오스테나이트상태로 한 후 물이나 기름 등 속에서 급냉하여 단단한 마르텐사이트조직을 얻는 열처리.

 

철강재료에서는 단순히 담금질이라고하면 이러한 처리를 가리킨다.

 

3. 담금질균열[quenching crack]

담금질할 때에 생기는 균열을 의미.

 

급냉에 따른 열변형에 의한 것과, 변태변형에 의한 것이 있는데, 강재에 있어 담금질균열의 대부분은 변태변형에 의한 것으로, 오스테나이트→마르텐사이트변태에 따르는 이상팽창이 원인이다.

 

따라서 담금질균열 방지의 대책으로는 Ms점*(마르텐사이트변태온도) 이하를 서냉한다. 뜨임이나 불림을 하는 살두께의 급변을 피하는 설계를 하는 등이 필요하다.