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5.2 Q.T 처리 (Quenching and Tempering)
Q.T 처리, 즉 담금질(Quenching)과 뜨임(Tempering) 처리는 강의 기계적 성질을 개선하기 위해 널리 사용되는 열처리 과정입니다. 이 방법은 강을 먼저 고온까지 가열하여 오스테나이트 상으로 변화시킨 후 급속히 냉각하여 마르텐사이트를 형성시키고(담금질), 이어서 더 낮은 온도에서 다시 가열하여(뜨임) 최적의 기계적 성질을 얻기 위해 미세구조를 조절하는 과정을 포함합니다.
1: Q.T 처리의 원리
Q.T 처리는 두 단계로 이루어집니다:
- 담금질 (Quenching): 강을 고온(보통 800°C 이상)까지 가열한 후, 물, 오일, 또는 공기 등을 사용하여 급속히 냉각시켜 마르텐사이트라는 경질의 구조를 형성합니다. 이 과정은 강의 경도와 강도를 크게 향상시킵니다.
- 뜨임 (Tempering): 마르텐사이트 구조가 형성된 강을 다시 가열(보통 150°C에서 700°C 사이)하여 원하는 수준의 인성과 강도를 얻기 위해 미세구조를 조절합니다. 이 단계는 경도를 약간 줄이지만, 인성을 크게 향상시키고 잔류 응력을 제거합니다.
2: Q.T 처리의 효과
- 경도 및 강도 증가: 담금질 과정에서 형성된 마르텐사이트로 인해 강의 경도와 강도가 크게 향상됩니다.
- 인성 향상: 뜨임 과정을 통해 경도가 약간 감소하지만, 충격에 대한 저항성이 크게 개선됩니다.
- 응력 완화: 뜨임 과정에서 재료 내부의 잔류 응력이 완화되어, 재료의 취약성이 감소하고 사용 수명이 연장됩니다.
3: Q.T 처리의 응용 분야
- 중공업 및 건설: 고강도 구조용 강재, 크레인, 다리 등의 건설 재료로 사용됩니다.
- 자동차 산업: 차축, 변속기 부품, 서스펜션 구성 요소 등의 자동차 부품에 적용됩니다.
- 에너지 분야: 발전소 및 풍력 터빈의 고강도 부품 제작에 사용됩니다.
- 기계 및 공구: 고성능 절삭 도구, 기계 부품의 제조에 필수적입니다.
Q.T 처리는 부품의 성능을 극대화하고, 특정 응용 분야에서 요구되는 기계적 성질을 충족시키기 위해 필수적인 열처리 공정입니다. 각 단계는 정밀하게 제어되어야 하며, 처리된 재료는 우수한 기계적 성질과 함께 향상된 내구성과 신뢰성을 보장받습니다.
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