열처리 실험 레포트

1. 서론 (Introduction)

1.1 실험 목적
탄소강은 철(Fe)과 탄소(C)의 합금이다. SM-20c, SM-45c, STC3의 세가지 탄소강의 열처리 전후의 금속표면 조직 관찰 및 경도 측정을 통해 열처리로 인한 조직 변화왿� 경도 변화를 알아볼 수 있다.

1.2 실험 방향
열처리 전후의 조직 관찰 및 경도시험을 통해 결정구조왿� 강도왿�의 차이점을 관찰한다.

2. 이론적 배경

2.1 철의 종류
철의 종류는 철안에 함유되어 있는 탄소의 양을 기준으로 대략 순철, 선철 강등으로 구분할 수 있다. 철에 함유된 탄소의 량으로 인해 철의 성질이 다양한데, 탄소를 적게 포함할수록 있을수록 강도가 낮고 연성이 좋으며, 탄소를 많이 포함할수록 경도왿� 철강도가 높아져 부서지거나 부러지기 쉽다.

<중 략>

SM-20C의 수냉을 보면 뚜렷한 침상구조가 보이지 않는다. 즉 마르텐사이트가 충분히 형성되지 않았다는 것을 뜻한다. 그 이유 중 하나는 T-T-T곡선을 보고 유추 할 수 있다. 공석온도, 0초에서 변태개시 선에 접선을 그을 수 있다. 그 접선이 뜻하는 것은 마르텐사이트를 형성할 수 있는 임계 냉각속도 인데 실험 중 행했던 퀜칭의 냉각 속도(접선의 기울기)가 0초에서 그은 냉각 속도보다 느릴 경우, 즉 기울기가 더 완만할 경우(물의온도가 충분히 차갑지 않았다) 변태가 일어나 마르텐사이트가 만들어 지기 전에 세멘타이트나 페라이트가 형성될 가능성이 있다. 게다가 온도가 낮기 때문에 펄라이트의 양은 더 적고 초석α철이 많아 밝게 보이는 부분이 많다. SM-20C에서의 수냉이 마르텐사이트 상을 완벽하게 형성하지 못하였으므로 예상했던 경도 값 보다 현저히 낮은 값을 얻었다.
또한 SM-20C는 탄소함유량이 적어 SM-40C나 STC-3처럼 열처리 전후의 경도변화가 크게 일어나지 않았음을 알 수 있다. SM-20C는 탄소함유량이 0.18~0.23%정도로 적기 때문에 경화율이 상당히 미미함을 알 수 있다. 또한 KS규격에 보면 SM-20C는 노멀라이징이나 어닐링은 가능해도 소입은 되지 않는 것으로 되어있다. 소입이란 급냉시키는 열처리 방법을 이야기 하는데 마르텐사이트 조직은 수냉으로 고온에서 급냉시키는 방법으로 생성되기 때문에 M-40C나 STC-3처럼 탄소함유량이0.4% 이상이 되는 탄소강에는 효과가 크지만 SM-20C에는 효과가 미미하다고 볼 수 있다.