Hardened Steel 경화강 재료 특성

경화강이라는 용어는 일반적으로 중탄소강 또는 고탄소강에 열처리를 하고, 이후 담금질(퀜칭)과 템퍼링(뜨임)을 거친 강철을 의미합니다. 담금질 과정을 통해 준안정성 마텐자이트가 형성되며, 템퍼링을 통해 원하는 비율로 마텐자이트의 양을 조절합니다. 이는 공구나 기계 부품과 같은 완성된 제품에서 가장 흔히 사용되는 상태입니다. 반면에, 동일한 강철 성분이 풀림 처리된 상태에서는 성형과 가공을 위해 더 부드럽습니다.

강철은 온도와 조성에 따라 경화되거나 연화될 수 있습니다. 강철을 더 단단하게 만들기 위해서는 매우 높은 온도로 가열해야 합니다. 최종 경도는 금속에 포함된 탄소의 양에 따라 달라집니다. 높은 탄소 함량의 강철만이 경화 및 템퍼링될 수 있습니다. 금속이 필요한 양의 탄소를 포함하지 않으면, 그 결정 구조를 깨뜨릴 수 없기 때문에 강철의 물리적 구조를 변경할 수 없습니다.

종종 "경화"라는 용어는 템퍼링된 강철과 관련이 있습니다. 두 공정은 강철을 경화하는 과정에서 함께 사용됩니다. 이 2단계 공정은 강철을 경화시켜 시간이 지나도 마모되지 않도록 하는 것에서 시작합니다. 그러나 이 공정은 강철을 매우 부서지기 쉬운 상태로 만들기 때문에 사용 중에 쉽게 파손될 수 있습니다. 템퍼링은 단조된 강철의 경도를 약간 줄이지만, 제품의 전반적인 강도를 향상시켜 강철이 덜 부서지도록 합니다.

경화와 템퍼링의 두 주요 공정은 네 가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다. 먼저, 탄소강 조각을 합금의 임계 온도 이상으로 서서히 가열합니다. 이후 강철은 일반적으로 물이나 오일에 담가 급랭됩니다(특정한 결과를 얻기 위해 소금물이나 수산화나트륨 용액과 같은 다른 급랭 방법이 사용되기도 합니다). 이 상태에서 강철은 해당 합금의 최대 경도를 가지지만, 위에서 언급한 것처럼 매우 부서지기 쉬운 상태가 됩니다.

이 시점에서 템퍼링이 수행되어 경도와 인성의 더 나은 균형을 달성하게 됩니다. 강철은 원하는 템퍼 색이 나타날 때까지 서서히 가열되며, 이는 일반적으로 합금의 임계점보다 훨씬 낮은 온도에서 이루어집니다. 템퍼링 색상의 스펙트럼은 경도와 인성의 다양한 균형을 반영하므로, 각기 다른 템퍼링 레벨은 다양한 용도에 맞게 적절히 선택됩니다.

강철은 그 후 다시 급랭되어 원하는 템퍼 수준을 고정합니다. 숙련된 대장장이나 금속 작업자는 템퍼 색상을 신중하게 관찰함으로써 강철 도구나 물품의 성능을 정확하게 조정할 수 있습니다. 이 과정을 시각적으로 표현하면 개념을 이해하기 더 쉬울 수 있습니다.

대부분의 사람들은 강철이 경화 및 템퍼링 과정을 거쳤는지 단순히 외관으로 판단할 수 없지만, 신뢰할 수 있고 간단한 테스트 방법이 있습니다. 강철을 검사할 때, 핸드 파일을 사용하여 선택한 금속의 모서리를 파일링합니다. 만약 강철이 경화 및 템퍼링 과정을 거치지 않았다면, 금속 파일은 샘플에 쉽게 '물릴' 것입니다. 반면에, 금속이 경화되었다면, 파일이 샘플에 들어가지 않고 미끄러지면서 거의 눈에 띄는 영향을 주지 않습니다.

저탄소강(탄소 함량 0.5~1.5%)에서 시작한 표면 경화된 제품도 경화된 강철로 분류될 수 있으며, 이러한 경우 비커스 경도 시험을 통해 경화 여부를 확인할 수 있습니다.

LORRIC 내화학성 표 읽는 방법

» 기호의 의미:
OK: 실험 환경에서 별다른 반응이 없는 경우
△: 실제 테스트를 통해 사용 가능 여부를 결정해야 함
X: 강한 반응이 발생하여 사용을 권장하지 않음
N/A: 참고할 관련 데이터 없음
» 이 표는 단일 화학 물질에 대한 재료의 실험실 환경에서의 단기 테스트 결과만을 나타냅니다. 두 가지 이상의 화학 물질을 동시에 사용하거나 장기간 내화성을 요구하는 경우, 사용자의 경험을 바탕으로 재료를 선택하시기 바랍니다.
» 이 내화학성 표는 LORRIC이 원 제조사에서 제공한 자료와 온라인 정보를 바탕으로 정리한 것으로, 고객은 실제 경험을 바탕으로 제품을 선택해야 하며, 당사는 실제 사용 결과에 대해 보장할 수 없습니다.