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6.2 스트레스 릴리빙 (Stress Relieving)
스트레스 릴리빙은 제조 과정에서 또는 용접 후에 발생할 수 있는 금속 내부의 잔류 응력을 줄이기 위해 수행되는 열처리 공정입니다. 이 공정은 금속 부품의 기계적 성질을 변경하지 않으면서 잔류 응력만을 제거하는 것을 목표로 합니다. 스트레스 릴리빙은 부품의 치수 안정성을 향상시키고, 운영 중에 발생할 수 있는 크랙이나 변형의 위험을 감소시키는 데 중요합니다.
1: 스트레스 릴리빙의 원리
금속 재료는 가공, 용접, 절단 등의 제조 과정 중에 불가피하게 내부 응력을 가지게 됩니다. 이러한 잔류 응력은 부품의 성능에 부정적인 영향을 미치고, 사용 중에 크랙이나 변형을 일으킬 수 있습니다. 스트레스 릴리빙 공정은 금속을 잔류 응력이 재배열되거나 완화될 수 있는 온도까지 가열하고, 이 상태에서 충분한 시간 동안 유지한 후 천천히 냉각시켜 잔류 응력을 제거합니다.
2: 스트레스 릴리빙 과정
- 가열: 부품을 잔류 응력이 재배열될 수 있는 온도(대략 450°C에서 650°C, 또는 그 이상)까지 가열합니다. 정확한 온도는 재료의 종류와 잔류 응력의 양에 따라 달라질 수 있습니다.
- 유지: 설정된 온도에서 부품을 일정 시간 동안 유지하여, 내부 응력이 완화될 수 있도록 합니다. 유지 시간은 부품의 크기와 두께에 따라 달라집니다.
- 냉각: 부품을 천천히 냉각시켜, 재료 내부의 응력이 급격한 변화 없이 안정적으로 줄어들도록 합니다.
3: 스트레스 릴리빙의 장점
- 치수 안정성 향상: 잔류 응력을 제거함으로써 부품의 치수 안정성이 크게 향상됩니다.
- 크랙 및 변형 위험 감소: 잔류 응력의 제거는 부품의 사용 수명 동안 발생할 수 있는 크랙이나 변형의 위험을 감소시킵니다.
- 용접 후 성능 보존: 용접 과정에서 발생한 응력을 제거하여 용접부의 품질과 성능을 유지합니다.
4: 응용 분야
- 용접 부품: 대형 구조물, 파이프라인, 탱크 등 용접을 통해 제작된 부품의 응력 완화에 사용됩니다.
- 가공 부품: 고정밀 가공이 필요한 기계 부품, 특히 대형 부품의 치수 안정성을 위해 적용됩니다.
- 건설 및 중공업: 브리지, 건물 구조물, 선박 및 항공 우주 구조물 등의 잔류 응력 완화에 활용됩니다.
스트레스 릴리빙은 금속 부품의 내구성과 신뢰성을 높이는 중요한 열처리 공정으로, 제품의 최종 성능을 보장하는 데 필수적인 역할을 합니다.
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