| 공구기술/ 초 고강도 강의 열처리 |
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오늘은
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등록번호: 문화 라-08507 / ISSN 1599-4643(국제표준연속간행물번호)
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| 초 고강도 강의 열처리 |
| 1. D-6A와 D-6AC
D-6A는 인장강도가 1800~2000MPa260~290ksi)정도인 경우 상온에서 사용하기 위해 Ladish Company에 의해 제조된 것으로 4340 강보다 경화능이 좋다. 이 강은 전기로에서 air melting으로 생산될 때는 D-6A라 부르며 VAR(진공아크 재용해법)에 의해 air melting으로 생산될 경우에는 D-6AC라부른다. 용해 방법(표13)에 의해 D-6AC강의 청결성과 기계적 성질이 향상되는 것을 제외하면 이들 강의 특성은 비슷하다. 다음은 D-6A와 D-6CA강에 적용되는 대표적인 열처리 방법이다. ①노말라이징: 870~950℃로 가열한 후 단면두께25mm(1in)당 15~20분 동안 그대로 유지시켜 공냉해준다. 보다 정확한 노말라이징 온도에 대해서는 <표2>에 나타내었다. ②어닐링 : 815~860℃로 가열한 후 부품의 두께나 처리품의 하중에 따라 알맞게 유지시켜준다. 그 후 540℃까지는 28℃/h 이하의 속도로 로냉하고 상온까지 공냉해준다. 또다른 방법으로 노말라이징한 다음에 690~705℃로 템퍼링(단면두께 1in당 1시간 유지)을 해주면 전체 로처리시간을 짧게 하면서 어닐링처리에 필적하는 경도 및 기계가공성을 얻을 수 있다. ③경화 : 840~940℃에서 1/2~2시간동안 오스테나이트화 처리를 해준다. 단면두께나 직경이 25mm(1in)이하인 부품은 공냉으로도 경화될 수 있으나 더 큰 부품은 65℃까지 오일QUENCHING해 주거나 205℃까지 염욕QUENCHING한 후 공냉해주면 된다. 최적의 치수안정성을 얻기 위해서는 525℃로 유지된 로나 염욕중에서 aus-bayQUENCHING, 그 온도를 유지시킨 후 다시 60℃의 오일이나 205℃로 염욕QUENCHING(마르QUENCHING)한 다음 공냉해준다. Quenching하는 동안의 냉각속도는 파괴인성에 매우 큰 영향을 미치는데 특히 중량이 큰 부품인 경우 높은 파괴인성을 얻기 위해서는 (이 경우 최종인장강도는 다소 줄어드는데) 925℃에서 오스테나이트화하고 525℃까지 aus-bay Quenching하여 유지한 후 60℃까지 오일QUENCHING해주면 좋다. 
④템퍼링: 경화처리한 직후 요구되는 경도 및 강도에 따라 315-650℃ 온도에서 2~4시간동안 처리해준다. 최적의 항복강도와 충격인성을 얻기 오스테나이트를 그대로 (aus-bayQUENCHING) 유지한 후 60℃까지 오일Quenching해주면 좋다. ⑤구상화: 과다한 탈탄과 변태를 피하기 위해서는 가열 온도가 730℃를 넘지 않게 한다. 이 온도에서의 유지시간은 5~6시간 정도이다. 690℃까지 로냉한 후 10시간정도 유지시키거나 650℃까지 로냉후 8시간 유지시킨 다음 상온까지 공냉해준다. ⑥응력제거: 540~675℃로 가열한 다음 1~2시간 동안 유지시켜 공냉해준다. 제거하는 경우에는 템퍼링 온도 보다 약 25℃보다 낮은 온도에서 처리해준다. 성질(특성) <그림3>은 D-6A강으로된 바의 경도와 템퍼링 온도와의 관계를 나타낸 것이며 <표 14>는 D-6A 바의 기타 대표적인 기계적 성질을 보여준다. 또<표 15>는 D-6AC 빌렛을 열처리했을 경우 인장강도값을 나타낸 것이고 <표 16>은 Quenching 속도를 변화시켰을때 부품에 미치는 파괴인성의 차이를 보여주는 것이다. 6150강은 이 부류 내의 다른 강들만큼 인기가 좋지는 못하지만 초고강도강으로 분류될 수 있다 
이 강은 경화능이 낮은 편이므로 깊게까지 경화시킬 수 없다. 또 이 6150강으로 만들어진 붚무은 용접하기가 쉽다는 특징이 있다. 용접후에는 노말라이징 처리를 해주어야 하며 경화시킨 후 요구되는 경도로 템퍼링해준다. 다음은 6150강에 적용되는 열처리들이다. ⑥노말라이징: 870~955℃로 가열한 후 단면 두께 25mm(1in)당 약15~20분 동안 유지시켜준다. 공냉. ⑦어닐링: 845~900℃로 가열한다. 이 때 유지시간은 부품의 단면 두께 (표2)나 처리품의 하중에 따라 알맞게 조절해준다. 냉각속도는 480~540℃까지는 15℃/h로 로냉해주며 그후에는 공냉한다. 보다 정확한 온도는 <표 2>에 나타나 있다. ⑧경화: 845~900℃에서 오스테나이트화한 후 오일QUENCHING한다. ⑨템퍼링: 200~650℃에서 적어도 1/2~2시간동안 처리한 후 오일궤칭한다. 스프링 템퍼처리(spring temper)는 385~480℃에서 행한다. ⑩오스템퍼링: 845~870℃온도로 염욕에서 오스테나이트화 한다. 그 후 230~260℃의 염욕에서Quenching한 후 공냉하거나 상온까지Quenching한다. 마지막으로 요구되는 경도로 템퍼링해준다. ⑪구상화: 탈탄의 위험이 있으므로 730℃이상으로는 가열하지 않도록 한다. 심부까지 가열되도록 충분히 유지한 뒤 650℃까지 로냉하고 몇 시간동안 유지시킨 다음 다시 약425℃까지 로냉한 후 상온까지 공냉해준다. 특성(성질) <표17>은 다양한 온도로 템퍼링된 소직경 6150강의 기계적 성질을 나타낸 것이다. 특히 <그림 4>는 템퍼링온도에 따라 경도와 아이조드 충격에너지값이 변화하는 것을 보여준다. 부품의 단면 크기가 인장특성과 경도에 미치는 영향은 <표18>에 나타나 있다. 2. 8640강 합금원소의 양은 최소로 줄이면서 동시에 경화능과 기계적 성질은 최고로 높이기 위한 목적으로 만들어진 것이다. 원래는 오일 경화강이지만 크랙을 예방할 수만 있다면 물QUENCHING(수냉)도 행할 수 있다. 다음은 8640강에 적용되고 있는 표준 열처리 방법들이다. ①노말라이징: 870~925℃로 가열한 후 단면 두께 25mm(1in)당 15~20동안 유지시키고 공냉해준다. 어닐링: 845~870℃로 가열한 후 부품의 두께(표 2)나 로 하중에 따라 적당하게 유지시켜 준다. 480~540℃까지는 15℃/h속도로 로냉해주며 그후에는 공냉한다. ②경화: 815~845℃에서 오스테나이트화 한 후 오일이나 45~60℃의 물에Quenching해준다. ③템퍼링: 200~650℃에서 적어도 1/2~2시간동안 템퍼링 처리해준다. 온도와 유지시간은 요구되는 경도에 따라 달라진다. ④구상화: 700~720℃로 가열한 후 그대로 몇시간 동안 유지시키고 로냉한다. 특성(성질) <표19>는 8640강을 다양한 온도로 템퍼링했을 때 얻은 기계적 특성값이며 <표20>은 부품의 크기(질량효과)에 따라 기계적 성질도 변화함을 보여준다. 3. 중합금 공기경화강 여기에서는 5%Cr열간가공 다이강으로도 알려진 H11 Mod와 H13초고강도강의 열처리에 대해서 소개하기로 한다. 조성은 물론 열처리나 기계적 성질 등도 서로 비슷하며 경화능이 좋아 겨공냉으로도 큰 부품의 심부까지 경화시킬 수 있다. 공냉을 하면 경화후의 잔류응력을 최소로 줄일 수 있게 된다. H112 Mod와 H13은 둘다 2차 경화강으로 2차 경화피크가 나타나는 대략 510℃이상의 온도에서 템퍼링해 주어야만 최적의 특성을 얻을 수 있다. 템퍼링 온도를 이처럼 높이면 상당한 응력 제거와 기계적 성질의 안정화를 가져와서 높은 온도에서도 유리하게 사용될 수 있다. 또한 이렇게 높은 온도에서 템퍼링하면 열처리된 부품을 열간가공하거나 템퍼링 온도보다 55℃ 낮은 온도로까지 용접을 위한 예열을 하는 것이 가능해진다. H11 Mod와 H13은 공기경화강이므로 단조품들은 응력크랙을 막기위해 단조후 천천히 냉각해 주어야만 한다. 단조후 부품은 약 790℃의 로내로 장입한 후 온도가 균일하게 될 때까지 그대로 유지시켜주고 그런다음 로내에서나 또는 재, 석회, 마이커, 실로셀과 같은 단열매체내에서 천천히 냉각해준다. 단조품들을 냉각한 다음에는 구상화 어닐링처리를 해주어야 한다. 특히 중량이 큰 용접품일 경우 용접 직후 예열온도로 가열된 로내에서나 또는 단열매체내에서 천천히 냉각해야 하며 냉각 후에는 완전 구상화 어닐링 처리를 해주어야 한다. 
4. H11 Mod
이 강은 마르텐사이트계 열간가공용 금형강 H11을 수정한 것으로 H11에 비해 탄소함량이 약간 더 높다. 다음은 H11 Mod 강에 적용되고 있는 표준 열처리 방법들이다. ①노말라이징: 이 방법은 별로 권장되지 않는다. 효과적인 균질화 처리를 위해서는 1065℃로 가열한 후 단면 두께 25mm(1in)당 1시간 정도를 유지시킨 다음 공냉해준다. 그후 상온에 도달하게 되면 즉시 어닐링 처리해 준다. H11 Mod강은 특히 표면에 심하게 탈탄이 되었을 경우 노말라이징 처리를 하는 동안에 크랙이 발생할 우려가 있다. ②어닐링: 845~900℃의 조절된 분위기에서 가열한 후 유지시켜 준다. 대략 480℃까지는 로내에서 아주 천천히 냉각해주어야 하며 그후 상온까지는 좀더 빠르게 냉각해준다.이렇게 처리하면 결정립계에 망상탄화물이 존재하지 않는 완전 구상화된 미세조직이 얻어진다. ③경화: 760~815℃로 예열한 후 995~1025℃까지 다시 가열한다. 가열 후 유지시간은 20분에 두께25mm(1in)당 5분씩을 추가로 해주고(최소25분) 무교반 상태에서 공냉한다. 이 처리는 중성 염욕이나 컨트롤된 분위기 상태에서 손쉽게 행할 수 있다. 흔치는 않지만 경우에 따라서는 오일QUENCHING을 하는 예도 있으나 공냉을 하는 것이 변형도 적어지므로 훨씬 많이 사용된다. ④템퍼링: 최대의 경도와 최대의 강도를 얻기 위해서는 2차경화 피크 온도인 약 540℃에서 템퍼링하지만 경도와 강도는 다소 낮아도 연성과 인성을 동시에 부여해주기 위해서는 2차경화 피크보다 약간 높게 처리해주기도 한다. 유지시간은 최소 2시간이며 이중템퍼링 처리도 효과적이다. (가열후 2시간 유지한 뒤 상온까지 냉각, 다시 첫번 온도보다 15℃ 높은 온도 이상에서 2시간동안 가열유지)특히 정밀한 부품인 경우에는 3중 템퍼링을 행하면 더욱 좋다. 고온에서 사용되는 부품의 경우에는 사용하는 동안에 기계적 성질이 변화되지 않도록 최대사용온도 이상의 온도로 처리해주어야 한다. ⑤응력제거: 650~675℃로 가열 후 상온까지 천천히 냉각한다. 이 처리는 거칠게 기계가공된 부품의 응력을 제거햇거 마무리 기계가공을 하고 마지막으로 원하는 경도에 맞춰 열처리해서 부품의 정확한 치수 안정성을 얻고자 할 때 종종 사용된다. ⑥질화: 내마모성을 증가시키기 위햇 최종 기계가공된 부품과 열처리된 부품에 질화처리를 행하기도 한다. 질화작업은 이중템퍼링 작업중의 2차 템퍼링으로 생각할 수도 있다. 부품은 약 525℃에서 기체나 액체 질화제를 이용하여 질화처리된다. 질화처리된 부품의 경화깊이는 처리온도에서 얼마동안 유지시켰느냐에 따라 달라지는데 예를 들면 20~30% 분해 암모니아를 사용하여 8~48시간처리한경우 0.2~0.35mm( 0.008~0.014in)의 경화깊이(질화깊이)가 얻어진다. 특성(성질) 그림 5는 H11 Mod강의 템퍼링 온도에 따른 경도값을 나타낸 것이며 템퍼링 온도와 상온에서의 길이방향으로의 기계적 성질의 변화 관계를 <표 21>에 나타내었다. 표 2>는 이 강이 공냉으로도 충분히 경화(300mm 또는 12in보다 더 깊게)될 수 있음을 보여주는 것으로서 air melting되고 진공 아크 재용해처리된 H11 Mod의 대형 빌렛에서 얻어진 횡단면의 인장강도와 연성값을 나타낸 것이다. 또한 이것을 보면 진공 아크 재용해법을 사용한 경우가 연성이 더 증가됨을 알 수 있다. 각각의 값들은 잉고트 상태의 바닥과 맨 꼭대기에서 각각 2번씩, 즉 4번을 테스트해서 얻은 평균값이다. 5. H13강 
이 강이 H11 Mod 강과 다른 점은 바나듐의 함량이 조금 더 많다는 것이다. (표 1) 이로 인해 딱딱한 바나듐 탄화물이 더 많이 분산되고 따라서 내마모성을 더 증진시키는 역할을 한다. H13 강으로 만들어진 부품에 질화처리를 해서 내마모성을 더 높일 수도 있다. 이 H13강은 또한 탄소함량범위도 H11 Mod 강보다 약간 넓다. 제조법에 따라 탄소 함량이 허용치의 상한과 하한에 미칠 수도 있으며 열처리 방법에 따라 기계적 성질도 변하게 된다. 다음은 H13 강에 적용되고 있는 표준 열처리 방법이다. ①노말라이징: 일반적으로 이 처리는 H13강에 대해서는 권장되지 않는다. 단, 약 790℃로 예열하고 1040~1065℃로 천천히 균일하게 가열해준 후 단면두께 25mm(1in)당 1시간을 유지시켜 공냉하게 되면 균질도를 다소 높일 수 있다. 강이 상온에 도달했을 때나 또는 그 직전에 다시 로내에 장입하여 주어진 시간동안 완전 구상화 어닐링처리해 주어야만 한다. 이 처리동안에 표면 탈탄을 방지하기 위해 분위기를 조절하지 않았을 경우에는 크랙발생의 위험이 있다. ②어닐링: 탈탄 현상을 방지하기 위해 조절된 분위기나 또는 중성 화합물 내에서 845~900℃로 균일하게 가열한 뒤 유지시켜준다. 약 480℃까지 로냉해준 다음 상온까지는 좀더 빠르게 냉각해준다. 이 처리를 행하면 결정립계에 망상 탄화물이 없는 완전 구상화 미세조직을 얻을 수 있다. ③경화: 790~815℃로 예열한 후 다시 995~1025℃까지 균일하게 온도를 높여서 가열해준다. 이때 유지시간은 20분에 부품 두께 25mm(1in)당 5분씩을 추가해준다(최소25분). 그후에는 무교반 상태에서 공냉한다. 일부 부품은 오일QUENCHING을 해주기도 하지만 크랙이나 변형 발생 위험이 있으므로 대체적으로 공기중에서 냉각해준다. ④템퍼링: 경도와 강도를 최대로 얻기 위해서는 2차경화 피크인 약510℃에서 템퍼링 처리를 해주어야 하지만 경도나 강도는 다소 낮더라도 인성과 연성을 함께 개선시키고자 할 때에는 그보다 좀더 높은 온도에서 템퍼링하는 것이 좋다. 이중템퍼링-일정 온도에서 2시간 유지한 후 공냉한 다음 다시 2시간 더 가열 유지시켜주는 방법-도 많이 권장되며 정밀한 부품에는 삼중템퍼링을 해주면 더욱 좋다. ⑤응력제거: 650~675℃로 가열한 다음 1시간이나 또는 그 이상 그대로 유지시켜 준 상온까지는 천천히 냉각해준다. 이 처리는 거칠게 기계가공된 부품을 응력 제거한 후 마무리 기계가공하고 마지막으로 원하는 경도에 맞춰 열처리함으로써 열처리된 부품에서 정확한 치수안정성을 얻고자 할 때 주로 사용된다. ⑥질화: 마무리 기계가공되고 열처리된 부품에 질화처리를 해줄 경우 보통의 템퍼링온도에서 행해지기 때문에 이중템퍼링 처리에서 두번째 템퍼링처리로서의 역할을 할 수 있다. 질화 깊이는 주어진 온도에서의 유지시간에 따라 달라지는데 예를 들어, 510℃에서 10~12시간동안 개스질화 처리한 경우에는 0.10~ 0.13mm (0.004~0.005in)의 질화깊이를 얻을 수 있다. 부분적으로 질화처리를 하기 위해서는 질화를 방지하고자 하는 곳에 구리도금을 한다. 납은 H13강을 취약하게 하므로 납 성분이 함유된 방지제는 피해야 한다. 특성(성질) 여기 제시된 특성은 <표1>에 나타난 조성 범위 중에서 탄소 함량이 중간 정도인 H13강에 대한 것이다. 탄소 함량이 이 표에 나타난 조성 범위의 상한 또는 하한에 가까울 때는 다소 다른 성질을 띠게 된다. 그림 6은 템퍼링온도에 따라 H13강의 경도가 변화되는 것을 보여주며 <표23>은 강봉을 각기 다른 온도로 템퍼링했을때 얻어지는 길이방향의 기계적 성질을 나타낸 것이다. H13강은 경화능이 좋은 편이나 H11 Mod 강에 비하면 다소 낮다. 예를 들어, 직경이 330mm(13in)이고 길이가 2745mm(108in)인 H13 바를 1010℃으로부터 빠르게 공냉한 경우 경도는Quenching한 상태에서 HRC45정도이다. 
6. 9Ni-4Co강
1960년대 Republic Steel Corporation에서는 매우 높은 강도를 지니도록 열처리했을 때 높은 파괴인성을 지닌 4종류의 HP 9-4(9Ni-4Co) 급 강을 소개하였다. 이들 중 HP9-4-20과 HP9-4-30이 현재 상업화되어 있으며 탄소 함량은 0.20~0.30% 정도이다. (조성에 대해서는 표 1을 보라) 탄소함량을 증가시키면 강도는 증가하나 인성과 용접성은 저하된다. 니켈 함량이 9%정도로 높아 경화능과 인성이 좋으며 코발트가 4%정도 함유되어 있어 열처리된 부품에 오스테나이트가 과다하게 잔류하지 않도록 해준다. 완전한 오스테나이트 상변태를 얻기 위해서는 이중템퍼링을 해주는 것이 좋다. 탄화물 형성 원소인 크롬과 몰리브덴 역시 경화능을 향상시켜주지만 그 함량은 2차경화와 그에 따른 인성감소 현상이 두드러지게 나타나지 않으면서 템퍼링에는 꽤 잘 반응하도록 적당히 조절된다. HP9-4-20강은 용접성과 파괴인성이 좋은 재료이지만 여기서 논하는 초고강도강의 기준인 1380MPa의 항복강도를 얻을 수 없으므로 여기에서는 HP 9-4-30강에 대해서만 소개하기로 한다. 7. HP 9-4-30강 이 가은 경화능이 좋아 최고 150mm(6in)두께까지 마르텐사이트 조직으로 완전 경화할 수 있다. 열처리된 부품은 예열이나 후속처리없이 쉽게 용접할 수 있으며 용접후에는 약540℃에서 24시간동안 응력을 제거해주어야 한다. 다음에 나타내는 열처리들은 HP9-4-30강에 적용되는 것이다. ①노말라이징:885~915℃로 가열후 단면두께 25mm(1in)당 약 1시간정도 유지시킨 다음(최소 1시간)공냉해준다. ②어닐링: 620℃에서 4시간동안 두번째 어닐링처리해 준 다음 공냉하는 방법이 있다. ③경화: 800~860℃로 오스테나이트화 한 다음 단면두께 25mm(1in)당 1시간동안 유지해주며(최소 1시간)수냉이나 유냉해준다. 완전한 마르텐사이트 변태를 얻고자하는 경우에는 적어도 -87~-60℃에서 1시간을 처리해준 후 상온까지 높여준다. ④템퍼링: 요구하는 강도에 따라 보통 200~600℃에서 처리해주며 이중템퍼링 하는 것이 좋다. 가장 널리 사용되고 있는 이중템퍼링온도는 540~575℃이다. ⑤응력제거: 수축된 단면을 용접한 후에만 필요한 처리로서 약 540~575℃이다. ⑥응력제거: 수축된 단면을 용접한 후에만 필요ㅎ나 처리로서 약 540~575℃로 가열 후 24시간동안 그대로 유지시켜 상온까지 공냉한다. 특성(성질) <표 24>는 각각 다른 세 온도에서 이중 템퍼링된 HP9-4-30강의 기계적성질을 나타낸 것이다. 여기에서 540℃로 이중 템퍼링된 재료의 기계적 특성값은 이 조건에서의 최소값을 나타낸다. 8. AF 1410 
1970년대 후반에 미국 Air Force사에서 잠수함 선체용 강을 개선시킬 목적으로 개발, 소개된 이 AF 1410강은 특히 높은 파괴인성을 지닌 초고강도강으로 알려져 있다. 이 강은 불순물 함량을 낮추기 위해서 진공유도 용해(VAR)방법으로 처리한 뒤 진공 아크 재용해(VIM)법을 거쳐 제조된다. 또한 결정립을 미세하게 하기 위해 900℃이하에서 단조를 40%감소시켜 처리하는 방법도 권장된다. 이 강은 최적의 기계가공성을 부여하기 위해 노말라이징과 과시효 처리된 상태에서 공급되며 그후 재노말라이징처리하고 오스테나이트화 처리하거나 또는 이중 오스테나이트화 하고 공냉한 다음 -75℃~100℃로 냉각하고 시효처리해서 최적의 기계적성질을 얻도록 한다. 강의 미세조직은 철-니켈 침상(lath) 마르텐사이트와 시효 석출로 인해 생겨난 탄화물이 섞여있는 모습으로 이루어져 있다. 오스테나이트화 온도로부터 궤칭을 하면 이런 고인성의 침상 마르텐사이트가 생겨나며 시효처리를 하면 탄화물 구조에 일련의 복잡한 변화가 일어난다. 약 425℃정도에서는 Fe3C 석출되며 455℃에서는 철-크롬-몰리브덴의 M2C탄화물이 생겨나는데 이것은 480℃에서 순수한 몰리브덴~크롬 M2C탄화물을 형성한다. 온도를 510℃에서 M2C가 M6C로 대체되기 시작하는데 이것은 강화효과가 거의 없다. 시효때문에 생기는 2차 경화는 <그림 7>에서 보는 것처럼 480℃에서 5시간동안 시효처리할때에 최대의 인장강도를 부여해주며 425℃로 시효처리해 줄 때 최소의 충격에너지값을 갖는다. 
<그림 8>은 425~540℃에서 시효처리하는 경우 대략 508℃정도에서 충격에너지값이 최대가 됨을 보여준다. 540℃이상에서 시효처리할 때는 인장강도는 물론 충격 에너지값도 꽤 빠른 속도로 감소됨을 알 수 있다.
이 강은 시효처리하는 동안 오스테나이트로 역행할 가능성이 있다. 보통의 시효온도에서 잔류오스테나이트는 대개 체적의 1%이하이다. 그러나 540℃나 이 이상의 온도에서는 오스테나이트의 함량이 많아지는데 이렇게 되면 강의 기지조직이 약해진다. 일반적으로 480~510℃정도에서 시효처리를 할 경우, 강도와 연성이 가장 잘 조화된 결과를 얻을 수 있다. 다음은 AF 1410강에 적용되고 있는 표준 열처리 방법들이다. 재료는 최적의 기계가공성을 얻기위해서 보통 노말라이징과 과시효처리를 해준다. 즉, 880~910℃에서 단면두께 25mm(1in)당 1시간 정도를 가열, 유지시켜 공냉한 다음 675에서 최소5시간동안 과시효처리를 해준다. ①어닐링: 부품을 연하게 하고 응력을 제거하는데는 보통 노말라이징과 과시효처리를 행한다. 한편 기계적인 응력을 제거해주기 위해서는 675℃에서 응력제거처리를 한다. ②경화: 800~860℃에서 재노말라이징과 오스테나이트화 해준다. 이때 유지시간은 단면두께 25mm(1in)당 1시간 정도이다. 냉각은 부품의 크기(두께)에 따라 유냉, 수냉 또는 공냉해준다. 한편 또다른 경화법으로는 이중 오스테나이트화 처리가 있다. 즉, 870~900℃에서 우선 일차 오스테나이트화 처리(유지시간은 단면두께 25mm당 약1시간)하고 냉각해준 후 단일 오스테나이트화 처리에서와 같게 재오스테나이트화 처리해주는 것이다. ③Quenching:오스테나이트화 온도로부터 공냉을 하면 최고75mm(3in)두께까지는 오일 및 물QUENCHING의 경우와 거의동일한 인성과 파괴강도를 얻을 수 있다. -73℃로 심냉처리해주는 것은 작업자가 선택해서 할 수 있는 사항이지만 대형 단조품의 경우 이 심냉처리를 해주지 않으면 원하는 성질을 얻을 수 없는 경우도 있다. 이 심냉처리의 목적은 잔류 오스테나이트 양을 줄이기 위한 것이다. 
④시효: 480~510℃에서 5~8시간동안 처리 해 주며 냉각은 보통 공냉이 행 해 진다. 특성(성질) <표 25>는 VIM/VAR처리 된 강봉을 다양한 사이클로 오스테나이트화 처리하고 시효처리했을 때 얻어진 인장강도와 충격에너지값 등을 나타낸 것이다. 또<그림 9, 10과 11> 은 Larson-Miller 패러미터를 사용해서 주어진 시효처리가 부품의 기계적성질에 미치는 영향을 나타낸 것이다.
한편 오스테나이트화 처리에 따르는 냉각(수냉, 공냉 또는 vermiculite냉각 등)을 달리해줌으로써 VIM/VAR 처리된 플레이트의 인장강도와 충격에너지값이 어떻게 변화하는지를 <표26>에 나타내었다. 냉각(열처리)조건은 각각 15�mm(5/8in)와 75mm(3in) VIM/VAM 플레이트 모두의 인장강도와 충격 에너지값에 어느 정도 영향을 미치는 것으로 나타났다. <표 27> 은 각기 다른 냉매로Quenching한 후 510℃에서 시효처리했을 때 VIM/VAM 50mm(2in) 플레이트의 파괴인성과 인장특성, 충격에너지값을 나타낸 것이다. |
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