금속에서 왜 열처리 공정을 하는 것이죠?

Question

같은 금속이라도 열처리 과정을 거치는 경우들이 많습니다. 열처리 방법은 어떤 기준으로 선택하게 되고 재료의 성질은 열처리 후 어떻게 달라지는지 의견 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 박재화 박사입니다.

금속을 열처리하는 이유는 같은 재료라도 내부 조직을 바꾸면 단단함이나 질김, 잘 휘는 특성 같은 것들이 달라지기 때문입니다.

겉으로는 똑같은 철이나 알루미늄처럼 보일지라도, 안쪽의 결정 구조나 입자의 크기, 탄소나 합금 원소의 배치가 바뀌면서 특성이 바뀌어 버립니다. 반대로 가공하기 쉽게 만들거나 내부 응력을 풀고 싶을 경우는 천천히 식히는 풀림 처리를 하기도 합니다.

열처리 방법은 재료의 종류나, 원하는 강도, 충격에 버티는 성질, 마모 저항, 가공성 같은 기준들을 가지고 정하게 됩니다. 그래서 열처리는 단순하게 금속을 데웠다가 식히는 과정이 아닌 금속 안의 구조를 원하는 방향으로 조절하는 공정으로 보시면 되겠습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

열처리를 하는 이유는 금속을 데웠다 식히는 방식만 바꿔도 딱딱함이나 질김 같은 성질을 원하는 대로 조절을 할 수 있기 때문이에요.

중요한건 식히는 속도인데, 뜨겁게 달군 금속을 물에 확 담가 급히 식히면 내부 조직이 촘촘하게 굳어 단단해 지지만 그만큼 유리처럼 잘 깨져요. 이걸 담금질이라고 해요. 반대로 화로 안에서 천천히 식히면 조직이 여유롭게 자리를 잡아 무르고 잘 휘어져서 가공하기 좋아지구요. 담금질로 딱딱해졌지만, 너무 부러지기 쉬운 금속은 적당한 온도로 다시 데워서 끈기를 되살리는데, 이 과정이 뜨임이에요. ㅎ_ㅎ

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

금속의 열처리는 내부 조직을 변화시켜 강도 경도 인성 내마모성 연성 등 원한는 기계적 성질을 얻기 위해 숭행합니다 열처리 방법은 금속의 종류와 합금 성분 최종 용도 필요한 성능에 따라 담금질 뜨임 풀림 불림 등으로 선택됩니다 같은 금속이라도 열처리 조건에 따라 내부 결정조직이 달라져 성능이 크게 변할 수 있습니다 그래서 열처리는 제품의 수명과 실뢰성 가공성까지 좌우하는 중요한 제조 공정입니다

Answer 4

열처리를 하는 목적은 금속의 모양을 바꾸는 것이 아니라 내부 조직을 바꿔 원하는 성질을 만들어 내는데 있습니다.

금속은 일정한 온도고 가열한 뒤 냉각하는 방법을 조절할 경우 금소의 경도, 강도, 인성, 내마모성 같은 성질들이 크게 달라질 수 있습니다. 어떤 열처리를 할지는 제품의 용도와 필요한 특성들, 사용 환경을 기준으로 결정되게 되구요.

열처리는 금속의 성능을 결정하는 핵심적인 공정 중 하나로, 재료의 숨은 특성을 최대한 끌어내 줄 수 있는 기술입니다.