신소재공학실험 | 탄소강의 열처리에 따른 미세조직 및 경도 비교

 

 

 

TIP

 

 

열처리를 이해한 후 다른 열처리에 따라 같은 조성을 갖는 탄소강이 변화하는 미세구조와 경도 차이를 이해하는 것.

 

 

 

열처리

열처리란 재료에 가열과 냉각의 조작을 통하여 우리가 원하는 성질로 변화시키는 것을 말하며 동일 재료라도 열처리에 따라 그 적응성은 광범위하게 변화 할 수 있다. 열처리를 통하여 모든 산업기계, 구조물 , 모든 소성가공, 형상물 등에 적용하여 그 성질이 적합하도록 변화시킬수 있게 된다. 이와 같이 열처리는 모든 금속을 취급하는데 없어서는 안 될 중요한 기초 기술이다. 열처리의 목적으로는

1) 경도나 항장력을 확대시킨다.

 

2) 조직의 연화 및 기계 가공에 적합한재료로 만든다.

 

3) 조직을 미세화하여 방향성을 작게 하고 편석이 작고 균일한 상태로 한다.

 

4) 중간 풀림 열처리를 통하여 냉간 가공의 영향을 제거한다.

 

5) 변형 방지 및 응력 제거

 

6) 조직의 안정화

 

7) 내식성 개선

 

8) 자성의 향상

 

9) 표면 경화

 

10) 강재의 점인화

등이 있다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 실험은 조별온도는 같고 열처리는 다르기에 실험자 관점에서(노말라이징) 기술하였습니다.

 

2) 탄소강 같은 경우 탄소함량이 0.13～0.18(AISI 1015)이기에 평형 상태도를 보고 이런 조성의 강을 불림 시키기에 적당한온도와 이 크기의 강을 불림시키기에 적당한 가열시간(60분)을 정하였다.

 

3) 시편을 전기로에 넣은 후 962℃까지 승온속도 10℃/min 으로 1시간 36분을 그리고 962℃의 온도에서 충분한 확산을 위해 1시간을 유지 시켰다

 

4) 전기로를 가동한지 2시간 36분 후 탄소강을 로에서 꺼내어 공기 중에 꺼내어 상온의 그늘에서 충분히 냉각시켰다

 

5) 충분히 냉각된 탄소강을 마운팅 후 폴리싱을 통해 관찰면을 연마시켰다.

 

6) 연마된 폴리싱한 면에 나이탈 용액 (에탄올-5%질산)을 면봉으로 가져다 대어 부식 후 광학현미경을 통해 200배, 500배 조직 사진을 얻었다.

 

7) 마이크로 비커스에 시편을 수평으로 올려놓고 조리개를 통해 포커스를 맞추어 다이아모양의 압흔을 찍어 비커스 경도를 측정, 5번씩 측정후 제일 큰값과 작은 값을 버리고 나머지 3개의 값을 평균을 내어 측정했다

 

8) 로크웰 경도기의 위에 시편을 올려놓고 상하조절레버를 돌려 정확히 set을 맞추어 번 측정하여 제일 큰 값과 작은 값을 버리고 3개의 값으로 평균을 내어 측정했다.

 

 

 

[신소재공학실험]탄소강의 열처리에 따른 미세조직 및 경도 비교 레포트