소입? 소려? 소준? 소둔? 담금질, 뜨임, 풀림, 불림

<열처리 및 용어 해설>

소입? 소려? 소준? 소둔? 담금질, 뜨임, 풀림, 불림

열처리용어

■ 탄소강의 열처리

일반 구조용 재료의 탄소강은 압연이나 단조를 하여 그대로 사용하지만 탄소 함유량이 0.3%~06%(예 : SM45C, SM50C 등)인 탄소강은 담금질(퀜칭, quenchuig)을 실시한 후에 뜨임(템퍼링, tempering)처리를 하여 경도와 인성을 높혀 사용하고 있다. 이와 같이 탄소강에 기계적 강도 등의 특성을 개선하기 위해 가열하거나 냉각하는 것을 열처리라고 부른다.

 

열처리는 크게 분류하여 담금질, 뜨임, 풀림, 불림의 4가지로 구분하고 있다.

 

(1) 담금질(quenchuig)

담금질은 탄소강의 경도를 높이기 위한 열처리로 어느 온도 범위로 가열하여 일정한 오스테나이트 조직을 형성한 후에 급냉시키는 조작을 말한다. 오스테나이트를 급냉하면 마르텐사이트 조직이 된다. 마르텐사이트 조직의 탄소강은 매우 단단하지만 전연성이 없게 되므로 담금질은 공구 등의 고경도의 강을 얻기 위해 실시하는 대표적인 열처리이다. 담금질은 영어로 퀜칭, 일본어로 야끼이레, 소입이라고 한다. 우리가 TV 사극에서 자주 볼 수 있는 상황으로 대장장이가 불에 칼을 뜨겁게 달구다가 꺼내어 두드리다가 물에 식히는 것을 본 기억이 있을 것이다. 이 행위가 일종의 담금질이라고 볼 수 있다.

 

(2) 뜨임(tempering)

탄소강은 마르텐사이트 조직인 상태에서는 깨지기 쉬우므로 다시 한번 200~600°C 정도로 가열하고 뜨임처리를 한다. 뜨임처리한 탄소강을 재가열하면 불안정한 마르텐사이트는 분해하고 남은 탄소를 시멘타이트화하여 석출하는 것으로 안정적인 상태가 된다. 마르텐사이트를 150°C 전후로 가열하면, 미세한 입자의 시멘타이트로 석출하면 동시에 마르텐사이트의 탄소농도는 0.25% 정도까지 저하한다. 마르텐사이트는 250~400°C에서는 더욱더 탄소농도가 저하하고 트루스타이트라고 불리는 극히 부식되기 쉬운 조직이 된다. 500~600°C에서 시멘타이트는 점차적으로 응집하여 크게 되고 경도는 저하하며 인성은 증가한다. 이 때의 조직을 뜨임 솔바이트라고 한다. 뜨임에 의해 마르텐사이트 조직은 끈기가 있는 솔바이트 조직으로 변태한다. 따라서 일반적으로 담금질과 뜨임은 함께 진행한다. 뜨임은 영어로 템퍼링, 일본어로 야끼모도시, 소려라고 한다. 뜨임은 우리가 밥을 지을 때 밥맛을 더 좋게 하기 위해 뜸을 들인다는 표현을 할 것이다. 이것이 뜨임이라고 기억할 것!

 

(3) 풀림(annealing)

금속제품은 가공 공정에서 가공변화가 일어나거나 잔류응력이 발생하거나 한다. 풀림은 금속조직의 격자결함을 극소화시켜서 재결정화를 일으키고 조직을 균질화하여 잔류응력을 저감시키는 것으로 금속을 연하게 한다. 풀림은 탄소강 등의 금속재료를 적당한 온도로 가열하고 그 후 서냉시키는 열처리를 말한다.

완전풀림은 탄소강을 재결정온도 이상으로 유지한 후에 서냉함에 따라서 재결정조직을 조정하고, 연화시켜 소성가공성의 개선을 목적으로 한다. 완전풀림을 실시하면 내부응력이 없는 조직으로 재료를 연화시킨다. 구상화풀림은 오스테나이트 조직의 탄소강을 급냉함에 따라 조직내부의 탄화물을 층상에서 구상으로 변화시키는 열처리로 담금질 균열이 어렵고, 인성및 소성가공성을 향상시킨다. 탄소강공구의 가공전에 실시하는 열처리이다.

이 외에 탄소강을 변태점 이하의 적당한 온도로 가열한 후 냉각하는 것으로 잔류응력을 제거하는 응력제거풀림이나 냉간가공을 계속하기 위한 연화의 목적으로 실시하는 중간풀림 등이 있다. 풀림 영어로 어닐링, 일본어로 야끼나마시, 소둔이라고 한다.

 

(4) 불림(normalizing)

압연, 주조, 단조 등으로 제조된 제품 내부의 잔류응력을 제거하거나 또는 조대화한 결정입을 미세화하는 것이다. 인성이나 기계적 성질의 개선을 목적으로 하는 처리로 탄소강의 경우 800~900°C 까지 가열해서 균일한 오스테나이트 조직으로 한 후 대기 중에서 방랭(공냉)시키는 열처리이다. 불림은 영어로 노멀라이징, 일본어로 야끼나라시, 소준이라고 한다.

 

(5) 열처리 관련 일본 기술용어

한국어	영어	일본어	발음
담금질(소입)	quenching	燒入れ(やきいれ)	야키이레
풀림(소둔)	annealing	燒鈍し(やきなまし)	야키나마시
불림(소준)	normalizing	燒準し(やきならし)	야키나라시
뜨임(소려)	tempering	燒戾し(やきもどし)	야키모도시
침탄 열처리	carburizing heat treatment	浸炭燒入れ	신탄야키이레
고주파 열처리	induction hardening	高周波燒入れ	코우슈우하야키이레
질화 열처리	nitriding	窒化燒入れ	찌카야키이레
화염경화	flame hardening	炎燒入れ	엔야키이레
서브제로처리	subzero treatment	深冷処理(サブゼロ処理)	사브제로쇼리
브리넬 경도	brinell hardness	ブリネル硬さ	부리네루가타사
로크웰 경도	rockweel hardness	ロックウェル硬さ	로꾸웨루가타사
쇼어 경도	shore hardness	ショア硬さ	쇼아가타사
비커스 경도	vickers hardness	ビッカ-ス硬さ	비카-스가타사