3. I 열처리기본 프로세스의 이해
I-2 대체강종 적용사례와 신강종 소개I-2 대체강종 적용사례와 신강종 소개
I-1 강의 최적 가열온도 이해I-1 강의 최적 가열온도 이해
I-3 Fe-C 상태도 보는 법I-3 Fe-C 상태도 보는 법
I-4 강의 강화메카니즘 ( 마르텐사이트강화 )I-4 강의 강화메카니즘 ( 마르텐사이트강화 )
5. 1. 노말라이징 _ 온도
왜 일반 열처리업체에서는 930℃ 노말처리를 제일 많이 할까 ?
노말라이징 열처리는 강을 A3 또는 Acm 점보다 30 ~50℃ 정도 높은
온도로
가열하여 균일한 오스테나이트 조직으로 만든 다음 서냉하는 것입니다 .
보통 가열시간은 인치당 30 분을 적용하고 있습니다 .
왜 일반 열처리업체에서는 870℃ 가열온도를 제일 많이 채택할까 ?
강의 강도 , 경도를 증가시킬 목적으로 가열 후 급냉하는데
담금질 온도는 아래와 같이 적용한다 .
＊아공석강 : A₃ 변태점보다 30-50°C 높게 가열 후 급냉
＊과공석강 : A₁ 변태점보다 30-50°C 높게 가열 후 급냉
2. QT( 담금질 )_ 온도
I -1 가열온도 _ 최적의 가열온도
6. 주 요
내 용
주 요
내 용
▣ QT 열처리 가열온도 구간
( 하늘색 밴드구간 )
▣ 노말라이징 가열온도 구간
( 하늘색 밴드구간 )
노말라이징 QT 열처리
I -1 가열온도 _ 최적의 가열온도
<QT 열처리 >
7. 문제점
개선
내용
▣ 편석제거 균질화
▣ 잔류응력제거
▣ 재료 연화작용 + 인성부여
☞ 사용하기에 최적화됨 .
노말처리없이 사용하기에 부적절함
▣ 편석존재
▣ 잔류응력존재
▣ 가공절삭에 부적절한 경도
문제점 개선 포인트
1) 노말라이징 온도를 높이고
2) 유지시간도 길게 하여
편석성분이 확산되어 균질한 고용
체
( 오스테나이트화 ) 가 되게 한 후
공랭하여
3) 조직은 → 미세 퍼얼라이트 + 페라이
트
< 선천적 소재결함 존재 >
금속의 용융 및 응고과정에서 강괴
(Ingot) 에 소재결함이 존재하는데
1) 기공 (poosity)
2) 파이프 (pipe)
3) 개재물 (inclusion)
4) 편석 (segretation) 등이 존재한다 .
I-1 노말라이징 가열온도는
8. 파악할
내 용
개선
내용
▣ 전 가공의 영향 제거
▣ 조직 → 미세균일화 ( 균질화 )
▣ 인성개선
▣ 노말라이징으로 기계적 물성치도
향상되는가 ?
I-1 노말라이징 _ 기계적 물성치 확보
개선 포인트 개선 포인트
10. 파악할
내 용
개선
내용
▣ 천이온도의 개선
( 열간압연후 소재열처리생략은 곤란 )
▣ 다른 기계적 물성 향상치가 있는가 ?
I-1 노말라이징 _ 기계적 물성치
DBTT 개선
개선 포인트 개선 포인트
11. ※ 선천적 소재결함 _ 강괴의 결함
금속의 용융 및 응고과정에서 강괴 (Ingot) 에 생기는 결함으로 기공 (porosity), 파이프
(pipe), 개재물 (inclusion), 편석 (segregation) 등이 있다 .
1)기공
용융금속의 응고자정중 가스가 탈출하지 못하고 둥근 구 형태로 금속내부 주로 상층부에
남아 있는 결함 . / 표면 및 표면하에 존재하며 주로 원형모양으로 검출됨 .
2)파이프
용융금속의 응고 수축에 따라 강괴의 상층 중앙부위에 공간이 형성된 것으로 차후 가공
의 한 과정인 압연가공시 길게 늘어나 형성된 결함 / 주로 표면하 결함으로 검출 / 선상
모양으로 검출
3)개재물
금속의 용융 및 응고과정에서 슬래그 , 산화물과 같은 비금속들이 들어가 생긴 결함 / 주
로 표면하 결함으로 검출 / 형태는 불규칙하며 선상모양으로 검출
4)편석
금속이 응고할 때 원소나 화합물의 분포가 일정하지 않아 나타나는 결함 .
주로 표면하 결함으로 검출 / 일정한 면적을 차지하며 주로 선상모양으로 간주되는 형
태로 검출
12. ※. DBTT_ 연성취성 천이온도
철강재료는 고온에서 저온을 이행됨에 따라 연성파괴에서 취성파괴로 파
괴양식이 급격히 변할 수 있는데 이러한 현상을 연성 - 취성 천이 (ductile
– brittleness
Transition) 라고 하며 천이가 일어나는 온도를 연성 - 취성 천이온도라고
한다 .
( 체심입방금속인 페라이트게 W,Mo,Na,V,Cr 및 마르텐사이트계 Mg,
Zn,Ti 등의 재료에서 많이 발생한다 .
※ DBTT_ 연성취성 천이온도
13. ※ 노말라이징 처리 싸이클
대형부품
( 두께가 두꺼운 부품 ),
고탄소강에서는 내부균
열을 방지
normalizin
g)
14. 문제점
개선
내용
▣ 일반적인 탄소강에 적용
▣ 일반적인 합금강 (SCM435) 에 적용
▣ 처리시 트러블 발생 ( 산화 / 탈탄 )
▣ 기계적 물성치의 저하
문제점 개선 포인트
1) 아공석강 A3 이상 30~50℃,
2) 공석강 / 과공석강 A1 이상 30~50
℃
1) 너무 높으면 → 산화 / 탈탄 발생 .
2) 결정립 성장으로
조대화된 마르텐사이트 조직
취화되고 기계적 성질 저하
3) 과공석강 경우 가열온도가 높으면
잔류 석출
I-1 QT 열처리 가열온도는
15. 문제점
개선
내용
▣ 가열시간이 짧을수록 경제적이지만
중심부가 담금질 온도에 도달할 때까지
가열함이 중요하다 .
▣ 부적절한 처리시 트러블 발생
▣ 기계적 물성치의 저하
문제점 개선 포인트
1) 아공석강 A3 이상 30~50℃,
2) 공석강 / 과공석강 A1 이상 30~50
℃
1) 가열시간이 짧으면
시멘타이트가 남아 완전한 가 생
성되지 않음
2) 가열시간이 길면
산화 , 탈탄 , γ 결정립 조대화 발생
한다 .
I-1 QT 열처리 가열시간은
17. I -2 보론강의 소개
보론강은 붕소가 0.001 ~ 0.008% 가량 미량 첨가된 철강재로 붕
소강으로도 불리며 경도 및 내마모성이 우수한 저합금강과 비슷
한 강인강의 일종입니다 .
붕소첨가에 의해 담금질성질이 현저하게 향상되나 많이 첨가될
경우 용접성능이 떨어지고 경도가 높아져 용도에 따라서는 품질
저하의 원인이 되기도 합니다 .
합금강을 대체해 사용빈도가 점점 확대되는 강종입니다 .
18. 주 요
내 용
주 요
내 용
▣ 첨가원소가 보론 1 종류이며 미량임
▣ 보론강의 사용 50B12 / 10B21
▣ 자원문제로 원자재 변동이 커서
안정적인 재료로 보기 어렵다 .
~ 현재 향 후
I-2 대체강종 _ 보론강의 이해
인장강도 100kgf/mm2
이상을 위해
크롬 - 몰리브덴이 첨가된 합금강 사용
→ SCM435
28. 합금은 순금속 · 고용체 · 화합물등으로 구성되는데 , 상태도는 각 성분의 농도와 온도와의
관계를 선도로 표시하여 기상 , 액상 , 고상 등이 존재하는 구역을 곡선으로 구분하여 나타
낸 것으로 합금의 조성을 가로축 , 온도를 세로축으로 하여 평형 상태에 있어서 각 상의 영
역을 표시한 그림 , 이것을 평형상태도 또는 상태도라고 합니다 .
I-3 상태도 _ 냉각곡선
용융상태의 액체 금속이 냉각되어 융점에 달하게 되면 ,
응고가 시작되고 각 이온은 결정을 구성하는 일정한 격
자점으로 고정되어 갖고 있던 운동에너지가 열의 형
태로 방출하게 되는데 이 때 방출되는 에너지 이것을 응
고 잠열 (latent heat of freezing) 이라 합니다 . 이러한
과정에서 액체 전체가 고체가 되기까지 온도는 일정하
게 유지됩니다 .
즉 , 액체금속이 냉각에 따라 시간에 대한 온도의 변화
는 옆의 그림 (a) 와 같은 이상적인 곡선이 되는데 ,
이것을 냉각 곡선 (cooling curve) 이라 한다 .
융점
30. 액체금속을 냉각하게 되면 융점에 달했을 때 , 바로 응고가 시작되는 경우보다는 융점보다 낮
은 온도까지 액체상태로 냉각이 계속되게 되는 것을 과냉각 (super cooling) 이라 한다 .
과냉각이 일어나게 되면 응고는 융점보다 낮은 온도에서 시작한다 .
이때 , 안전한 핵의 성장이 시작되면 방출되는 열에 의해 온도가 높아지게 되므로 과냉각 상태
는 해소되어 , 전체의 응고가 끝날 때까지 융점의 온도로 유지된다 .
과냉각 곡선은 (b), (c) 와 같이 과냉각 S 부분이 형성된다 .
과냉각의 정도가 클수록 발생하는 핵의 크기는 작아지고 그 수는 많아져서 , 용융금속은 급랭
한 경우가 과냉각을 일으키기 쉬움으로 , 서냉한 것보다 결정립이 미세해진다 . 액체금속에 얼
마간의 핵이 생겨 결정립이 성장하게 되면 서로 만나 접한 곳에 경계가 생기면서 응고가
완료된다 .
I-3 상태도 _ 상의 형성
31. 열분석곡선과 상태도의 관계
I-3 상태도 _ 어떻게 그리나 ?
1. 고용체의 평형상태도
① 액상선 (Liquidus) : 곡선 TA La LbTB 를 잇는 선 . 초정 ( 初晶 ) 이 검출되는 변태개시
온도곡선이다 .
② 고상선 (Solidus) : 곡선 TA Sa SbTB 이 고상선이며 이 선에서 액체에서 고체로의 변태
가 완료된다 .
TA
Lb
Sa
A
B
a b
시간 →
A Ba b
Sb
TB
Sa
LaLa
Lb
Sb
순금속 B순금속 A
합금 a 합금 b
32.
33. 열분석 이란
온도의 함수로써 재료의 물리적 , 화학적 특성을 측정하는데
사용되는 분석기법을 말하며 즉 물체를 가열 또는 냉각시키
면서 그 물체의 온도를 측정해가면 온도의 시간적 변화는 일
반적으로 평활한 곡선을 나타낸다 . 그러나 물질이 전이점을
갖거나 분해하듯이 어떤 상변화가 있을 때는 그 곡선은 그 온
도에서 정지점 또는 이상변화를 보인다 . 따라서 이 곡선에
의해 상변화나 반응의 생성등 각종 변화를 알 수 있으며 이
방법을 열분석이라 합니다 .
물질의 녹는점 , 응고점 , 분해점 또는 합금의 상전이 등의 연
구에
사용되며 기준물질과 시료를 동시에 가열하면서 두 물질 상
이에 생기는 온도차를 측정하여 시료의 열적특성을 해석하는
시차열분석을 행하기도 합니다 .
A
B
a b
시간 →
Sa
La
Lb
Sb
순금속 B순금속 A
합금 a 합금 b
※ 열분석법
34. 1) 전율 고용체형 상태도
I-3 2 성분계 기본상태도
A, B 두 금속이 서로 어떠한 비율인 경우
에도 상관없이 용융상태에서 완전히 융
합하고 고체상태에서 어떤 비율에서도 고
용할 때 이들 두 금속은 전율고용
(complete solid solubility) 한다고 하며 , 전
조성에 걸쳐 고용체를 만드는 합금을
전율 고용체라 하고 그 상태도를 전율 고용
체형 상태도라 한다 .
이 응고과정은 평형상태를 유지하면서 충
분히 서냉한 경우이나 실제의 공업용 금속
재료의 제조에 있어서는 냉각이 빨라서 평
형상태가 유지되지 않아 확산이 충분히 될
시간이 없어 처음에 정출된 부분과 나중에
정출된 부분은 현저한 농도 차이가 생기게
되어 상태도 상에서는 균일한 고용체로 된
것이라도 부분적으로 는 농도가 다른 조직
인 편석이 생기게 된다 .
그러나 고상선 바로 아래의 온도에서
장시간 가열하면 확산이 촉진되어 편석이
없어지고 균일한 고용체로 할 수 있다 .
35. I-3 2 성분계 기본상태도
2) 두 성분이 순수하게 정출된 때
액상에서는 완전하게 융합되지만 , 고상에
서는 전혀 융합되지 않고 혼합상태를 형성하
는 경우인 공정형 합금의 상태도이다 .
점 C 와 D 는 성분 금속 A 와 B 의 용융점이
다 . 곡선 CED 는 액상선이고 , 수평선
FEG 는 고상선이다 .
영역 [1] 은 융체의 범위이고 , 영역 [Ⅱ] 및
[Ⅲ] 은 융체와 순금속 A 및 B 의 고상의 공
존 범위이고 , 영역 [Ⅳ] 는 순금속 A 와 B 가
각기 고상으로 혼합되어 있는 범위구역이
다 . 곡선 CE 와 DE 는 액상에서 순금속 A
와 B 가 응고를 개시하는 온도이다 .
한 금속에 다른 금속이 다량으로 합금될수록
용융온도는 낮아져 , CE 와 DE 의 교점 E 에
서는 융체에서 순 금속 A 와 B 가 동시에 정
출하여 응고하게 된다 .
이와 같이 일정한 온도에서 동시에 2 개의
다른 금속의 고상이 정출되어 공정 응고를
한다 . 이것을 공정반응이라 하며 , 그 조직
을 공정조직 , 그 온도를 공정온도라 한다 .
36. 3) 두 성분이 어느 범위의 고용체를 만들 때
I-3 2 성분계 기본상태도
2 성분 금속이 각기 어떤 조성 범위로 고용체를
형성하는 상태도로 전율 고용체형 상태도와
공정형 상태도를 조합한 것이라 할 수 있다 .
“Ⅰ 영역”은 융체의 범위이고 ,
“Ⅱ 영역”은 액상과 순금속 A 에 순금속 B 가 고용
한 고용체 (α 고용체 ) 와의 공존범위이며 ,
“Ⅲ 영역”은 액상과 순금속 B 에 순금속 A 가 고
용한 고용체 ( β 고용체 ) 가 공존하는 범위이다 .
“Ⅳ 영역”은 α 고용체만 존재하는 범위
“Ⅴ 영역”은 β 고용체만이 존재하는 범위이다 .
37. 4) 금속간 화합물의 상태도
I-3 2 성분계 기본상태도
2 종 이상의 금속 원소가 간단한 원자 비로 결합
되어 본래의 물질과는 전혀 별개의 물질이 형성
되며 , 그 원자도 규칙적으로 결정 격자점을 가질
때 이 화합물을 금속간 화합물이라 한다 .
옆의 그림은 금속간 화합물 Am, Bn 가 성분 금
속 A 및 B 와 각각 공정을 형성하는 경우의 상태
도를 나타낸 것으로 , T 는 금속간 화합물 AmBn
의 융해점이다 .
이와 같은 경우에는 AmBn 는 한 개의 성분 금속
으로 하고 아래 그림의 좌측의 부분은 A 와
AmBn 의 2 원 합금으로 , 우측의 부분은 AmBn
과 B 의
2 원합금으로 볼 수 있는 공정합금으로 , 용융금
속 상태에서는 균일한 용체이나 고체에서는 전혀
용해하지 않는 경우에 해당된다 .
38. ※ 두 금속이 합금이 되는 경우
A 금속 : 용매
치환형고용체
제 2 상을 형성
B 금속 : 용질
B 금속 : 용질
+
(a) VAB<(VAA+VBB)/2
(b) VAB>(VAA+VBB)/2
침입형고용체
41. I-4 강의 강화메카니즘 ( 마르텐사이트강화 )I-4 강의 강화메카니즘 ( 마르텐사이트강화 )
42. I-4 퀜칭 ( 급속냉각 ) 과 마르텐사이트 관계
N
o
구분
변태 ( 가열 →냉
각 )
강화메카니즘 비고
1
(Alloyed)
Carbon Steel
오스테나이트
→ 마르텐사이트
급냉해야 변태
강화가 일어남
Martensite 경화
2 Maraging Steel
오스테나이트
→ 마르텐사이트
공냉에도 변태됨
강화 없슴
마르텐사이트내의
석출경화
3
오스테나이트계
스텐레스강
오스테나이트
→ 오스테나이트
급냉해도 조직변태
가 없슴
가공경화
4
망간강
(HMnSC: 1%C,
13%Mn)
↑ ↑
가공경화
고용강화
5
Al 열처리용
합금
단상영역
→ 과포화
시효 (Aging) 처리에
의해 석출경화됨
43. 오스테나이트상태로부터 급냉을 시키면 탄소가 확산할 만한 시간적 여유가 없어 페
라이트 (α 철 ) 내에 고용상태로 남아있게 된다 . 그런데 탄소원자가 차지할 수 있는
격자틈 자리의 크기가 작아지므로 ( 오스테나이트 : 약 0.51Å, 페라이트 : 0.35Å
수준 ) 격자가 팽창하게 된다 .
이 때 야기되는 응력때문에 강의 경도가 증가되어 경화된다 . 이와 같이 페라이트 (α
철 ) 내에 탄소가 과포화상태로 고용된 조직을 martensite 라고 부른다 . 결정구조는
FCC 의 오스테나이트가 BCC 의 페라이트로 변하는 격자 변태의 아류인 BCT 격자
구조이다 .
담금질 조직중에서 가장 단단하고 깨지기 쉽다 . 현미경 조직으로는 침상조직이며
탄소량의 따라 저탄소강영역에서 lath martensite, 고탄소강영역에서 plate
martensite 로 불린다 .
마르텐사이트 변태가 시작되는 온도를 Ms 점 , 종료되는 온도를 Mf 점이라고 하며
이 온도는 오스테나이트의 화학조성에 따라서 달라지는데 , 탄소량이 증가됨에 따라
Ms, Mf 점의 변화를 보면 탄소량이 증가 됨에 따라저하되는 것을 알 수 있다 .
I-4 Martensite 변태특성
44. I-4 0.8% 강 Martensite 경도
< 0.8% 강의 담금질 경도 (HB) >
구 분 경도 (HB)
공석강 본래의 경도 225
내부응력에 의한 경도 80
결정의 미세화에 의한 경도 120
Fe 격자 강화에 의한 경도 225
마르텐사이트 경도 ( 합계 ) 650
(Hv
700~800)
225
80
120
225
구성비
공석강 본래의
경도
내부응력에 의한
경도
결정의 미세화에
의한 경도
Fe격자 강화에
의한 경도
45. 마르텐사이트로 변태하면 체적팽창이 크게 일어난다 . 즉 그림에서 예를 들면 1.0% 강의
오스테나이트 (fcc) 의 a 축은 3.59Å, 또 마르텐사이트 (bct) 의 a 축은 2.85Å, c 축은 2.98Å 라 읽을 수 있다 .
따라서 단위격자의 체적을 각각 Vr
, VM
으로 하면 Vr
=46.286(Å)3
, VM
=24.205(Å)3
가 된다 .
단위격자에 소속하는 원자수는 γ 에서는 4 개 , 마르텐사이트에서는 2 개이다 .
따라서 원자 1 개가 점유하는 체적을 기초로 하여 체적팽창률을 구하면 4.63% 가 된다 .
이렇게 큰팽창이 일어나므로 퀜칭으로 인한 비틀림이나 퀜칭균열 등의 결함이 생기기 쉽다 .
I-4 Martensite 변태와 변형특성
46. II
II-2 CQI-9 과 품질인증II-2 CQI-9 과 품질인증
II-1 품질인증시스템과 SQII-1 품질인증시스템과 SQ
II-3 F/Proof 추진과 품질인증II-3 F/Proof 추진과 품질인증
II-4 회사환경과 품질인증II-4 회사환경과 품질인증
열처리와 자동차 품질인증시스템
48. No 주관사 품질인증 규격 비 고
1 - ISO 9000..
2 자동차사 QS 9000 자동차 관련사 대상
3 TS 16949 TS 16949 자동차관련사
4 HD KIA 5 STAR / SQ 거래를 위한 필수 인증
5 GM QSB / CQI-9 ↑ ( 강하게 요구중 )
6 유럽계 자동차사 VDA ↑ ( 요구 예상 )
7 프랑스 르노 ASES ↑ ( 요구 예상 )
II-1II-1 품질인증시스템과품질인증시스템과 SQSQ
49. 1. SQ 등급 조회결과
등 급등 급 ’’1010 년년 ’’1111 년년 ’’1212 년년 ’’1313 년년 ’’1414 년년
SS 등급등급 -- 9090 점점 9090 점점 9090 점점 9090 점점
AA 등급등급 8585 점점 8686 점점 8686 점점 8686 점점 8686 점점
BB 등급등급 8080 점점 8383 점점 8383 점점 8383 점점 8383 점점
CC 등급등급 7777 점점 8080 점점 8181 점점 8282 점점 --
II-1II-1 품질인증시스템과품질인증시스템과 SQSQ
56. 개선전
내 용
개선
내용
▣ F/Proof 관리되는 항목의 표식개선
관리기능이 강화되었슴 .
▣ 식별미흡에 의한 관리부실로 연결
개 선 전 개 선 후
II-1 F/Proof 항목관리 _ 식별표식
개선
57. 개선전
내 용
개선
내용
▣ 품질 및 공정개선현황 / 추진현황에
대한 게시관리로 불량율 감소 , 생산성
향상에 대한 관리를 하고 있슴 .
▣ 생산 품질에 대한 게시판 부족으로
개선현황 / 추진현황에 대한 인식
부족
개 선 전 개 선 후
II-1 현장품질게시판 _ 관리현황 게
시
58. 개선전
내 용
개선
내용
▣ 고객불만 사항의 개선대책서를 작업자
교육 및 현장게시후 유효성 평가 실시
함으로 작업자 품질 인지도 UP 및 재발
방지효과
▣ 고객불만 사항의 개선대책서를 작업자
교육 및 현장 게시후 유효성 평가 실시
미실시
II-1 작업자 교육 _ 재발방지교육 개
선
개 선 전 개 선 후
60. II-2 CQI-9II-2 CQI-9 과 품질인증과 품질인증
2. CQI 과 품질인
증
1. 품질인증
시스템과 SQ
4. 회사환경과
품질인증
3. F/Proof 추진과
품질인증
61. CQI-9
CQI-9 규격은 열처리 또는 열처리와 관련된 기술에 의하
여 자동차 부품을 제조하는 모든 사업자를 위한 프로세스
콘트롤에 대한 인정서이다 .
이 규격은 NADCAP 인증서에서 정한 것과 비슷한 프로세
스의 일치여부를 확인하는 프로세스 콘트롤에 대한 문서이
다 .
이 규격은 2006 년 8 월 1 일자 제정되었다 . 메탈트리팅
위원회는 2007 년 3 월 28 일 오하이오주 클리브랜드에
서 규격의 필요성에 대하여 세미나를 실시하였다 . 규격
의 주제와 항목에 자세한 사항은 프로리다주 잭슨빌에 있
는 메탈트리팅위원회를 통해 얻을 수 있다 .
Contact Mr. Tom Morrison. Pye Metallurgical
Consulting can offer 'GAP' audits prior to the
company being audited, contact David at Pye
Metallurgical Consulting 814 337 0194.
II-2 CQI-9II-2 CQI-9 과 품질인증과 품질인증
62. <CTTS : 교정온도센서 >
편차범위 : ±5℃ 이내
측정주기 : 매월
<CTS : Control Temperature Sensor>
<R-TS : 교정온도센서 >
편차범위 : ±1℃ 이내
( 전회 측정과 비교 )
측정주기 : 매주
760℃ 이상시
,
매년 교체
II-2 CQI – 9II-2 CQI – 9 기준 노내 온도분포 비교테스트기준 노내 온도분포 비교테스트
AMS 2750DAMS 2750D
63. II-2 CQI – 9II-2 CQI – 9 노내 균일도 관리노내 균일도 관리
<CTS : Control Temperature Sensor>
< 오스테나이트화 가열 기준 >
편차범위 : ±14℃ 이내
측정주기 : 매년 또는 주요장비 개조후
760℃ 이상시
,
매년 교체
< 템퍼링 가열 기준 >
편차범위 : ±11℃ 이내
측정주기 : 매년 또는 주요장비 개조후
66.
1 zone 2 zone 3 zone 4 zone
5 분 10 분 15 분 20 분 25 분 30 분 35 분 40 분 45 분 50 분 55 분 60 분
Setting 온도
열전대
위치
좌
중
우
온도콘트롤러
레코더온도
측정온도 Max 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
편차 Min 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2. 측정결과
3. 판단기준
균일도 편차 A 상태 B 상태 C 상태 비 고
1~2 존 ± 10℃ 이내 ± 15℃ 이내 ± 25℃ 이내 C 상태
수리 필요3~4 존 ± 10℃ 이내 ± 10℃ 이내 ± 20℃ 이내
※※ 로내온도분포 실시로내온도분포 실시
68. 종 류 내 용 비 고
1 강박테스트 (Foil Test)
분위기로에서 일정시간 유지한 후
꺼내서 카본분석 실시
0.1wt%C, 0,1t 박판
→ 성분분석
2 Coil Test
분위기로에서 일정시간 유지한 후
꺼내서 카본분석 실시
0.77wt%C, 0,1Ф coil
→ 기전력 체크
3 Shim Stock Test
분위기로에서 일정시간 유지한 후
꺼내서 카본분석 실시
사양 참조
→ 카본중량체크
※※ 로내분위기 측정기술로내분위기 측정기술
71. 1 세대 ( 아날로그 ) 2 세대
3 세대
페이퍼리스
II-3II-3 자동온도기록지의 변화와 선택자동온도기록지의 변화와 선택
페이퍼리스 온도기록계 (50CH ~ 100CH)
72. 과다장입장치
- 바를 이용한 과다장입 규제
- 레이저센서를 이용한 과다장입 규제
II-3II-3 연속로 과다장입연속로 과다장입 F/ProofF/Proof
73. ** 패턴 검사 현황
- 노란색은 패턴검사가 진행중
- 빨간색은 알람이 발생
- 마우스를 오버랩 하면 상세한 내용이
표시
작업지시된 ERP PTN DATA 로 예상그래프를 그
리고 관리범위를 벗어나면 알람 및 경보 발생
채절명 : 가열로 1
LOT NO:20120208UBE03-
01
상한값 :929
하한값 :911
현재값 :921
알람상태 : AN
시간 :2012.05.08.11.:18
II-3II-3 조건감시조건감시 (( 데이터 로깅시스템데이터 로깅시스템 ))
77. 개선전
내 용
개선
내용
▣ 조건변경시 승인된 자만
조작할 수 있게 판넬 커버 설치
▣ 누구나 건드릴 수 있는 판넬구조로
야간에 작업조건 조작 가능
II-3 작업조건 관리 _ 임의조작방지
개선
개 선 전 개 선 후
78. 개선전
내 용
개선
내용
▣ 절삭유 농도표준 7~20% 에서 4~6% 로
재설정 .
설비점검표상의 농도관리항목 추가
함으로 설비보존 및 품질저하요인 예방
▣ 절삭유 농도표준이 현실성 없으며
ㅣ계일상점검표상에 농도관리 항목
이 없음으로 실질적 관리가 이루어지지
않음
II-3 작업조건 관리 _ 누락관리 개선
개 선 전 개 선 후
81. 개선전
내 용
개선
내용
▣ Q-Point 작성후 현장게시함으로 최종
검사 누락 예방 및 불량품 유출방지
▣ 품질문제 발생시 중점관리를 위한
Q-Point 없슴으로 최종검사시 검사
누락 및 재 유출 가능성 발생
II-4 Q-Point 게시 관리 _ 품질 및 환
경 개선
개 선 전 개 선 후
82. 개선전
내 용
개선
내용
▣ 설비의 명칭부여로 관리의 명확성 및
관리강화로 연결됨
▣ 식별미흡에 의한 관리부실로 연결
II-4 C/Panel 관리 _ 식별표식 개선
개 선 전 개 선 후
식별 미흡
83. III
III-2 열처리와 기계적 물성치 관계III-2 열처리와 기계적 물성치 관계
III-1 에너지 절감III-1 에너지 절감
III-3 열처리와 이슬점 온도의 이해III-3 열처리와 이슬점 온도의 이해
III-4 템퍼링공정의 이해 증대III-4 템퍼링공정의 이해 증대
열처리기술 향후 발전방향
84. RX 변성로 방식 절감기술 ( 적주식 ) 비 고
비 교
장단점
( 품질
Cost)
1. 과거부터 널리 쓰인 품질이 안정적 가
스도입방식이다 .
2. 변성로 관리가 어렵다 .
- 촉매수명관리 ( 수명 2 년 이내 )
- 변성온도 고온 / 전기료 과다발생
1. 미분해된 생가스에 의해 제품에
슈팅 또는 로체에 슈팅 발생 가능성이
있슴 . 최근에는 걱정할 필요 없슴
2. 변성로 사용 및 관리가 없슴으로
유지관리비용 생략 가능
III-1III-1 에너지절감에너지절감 (( 보호분위기 가스보호분위기 가스 ))
85. III-1III-1 에너지 절감에너지 절감 (( 비교비교 ))
No 항목구분 비율 장 단점 분석
1 메타놀 사용
1. 분위기 가스를 사용하는 업체의 50 % 이상이 사용중
2. 적주타입이라 분위기 관리가 처음에 어려울 수 있음 .
2
RX GAS
(LPG)
1. 현재 보성 시스템
2. 분위기 설정 및 관리가 용이하나 비용이 많이 듬
.
3
RX GAS
(LNG)
1. 2 번의 변성가스 타입에서 원가를 줄이고자
LNG 가스 사용 .
2. 사용가스만 다르고 관리방법은 2 번과 동일함 .
100 %
66 %
55.7%
86. 입계산화
가스침탄에서 침탄강의 표면에 산소가 침입하여 결정입계에
산화물을 형성하는 현상을 침탄강의 입계산화라 부른다 .
프로판 및 부탄을 공기와 변성하여 사용하는 RX 가스는 미량의 수증기 및 탄산가스를
포함하고 있어 이 가스가 강을 산화시킨다 . 그래서 침탄 중의 강은 침탄과 동시에 산화가
진행된다 .
강의 산화는 분위기가스 중의 수증기 및 탄산가스농도가 높을수록 , 로점이 높을수록
금속의 온도가 높을수록 잘 진행된다 .
또한 강중에 산소와 친화력이 강한 원소 즉 , Cr, Mn, 등을 많이 함유한 강은 산화가
쉽다 . 강에 산소가 침투하는 경우 산소의 확산속도는 일반적으로 결정입내보다 .
입계방향으로 빠르게 진행한다 . 산소가 강의 표면부터 침투 , 결정입계근방의 기지에
포함되어 있는 Cr, Mn, Ni, Mo 등에서 Cr 및 Mn 은 타원소에 우선하여 결정입계로 진행
하여 , 결정입계에 확산 도달한 산소와 결합하여 여기에 산화물을 형성한다 .
※※ 분위기 가스 제어미숙에 의한 트러블분위기 가스 제어미숙에 의한 트러블
88. 가열원 히터
절감기술 ( 추세 ) 비 고
전기히터
버너 ( 직
화 )
소재열처리
( 노말라이징 / 어닐링 )
95% 5%
버너타입 유리 라디엔트 > 직화
혼합타입
1 존 ( 버너 ), 2,3 존 ( 전
기 )
침탄열처리 100% 버너타입 침탄로 라디엔트 타입
III-1III-1 에너지절감에너지절감 (( 가열원가열원 ))
89. M14 X 1.5
▶ 도면
III-2III-2 열처리품와 기계적 물성치 관계열처리품와 기계적 물성치 관계
90. III-2III-2 강도강도 (( 응력응력 )) 의 크기 비교의 크기 비교
1) ㄱ ) 인장응력 : 재료가 외력에 견딜 수 있는 한계응력
( 극한응력 / 최대응력 )
ㄴ ) 항복응력 (σy) : 외력에 의하여 재료의 항복점에 이르는 응력
ㄷ ) 허용응력 (σa) : 설계자가 구조물이나 기계부품을 안전하게 사용할 수 있도록
사용응력의
최대값으로 허용해준 응력
ㄹ ) 사용응력 (σw) : 구조물이나 기계부품에 실제 작용시키고 있는 응력
2) 경도와 조직만으로 강성을 측정하는데는 무리가 있다 . 꼭 사용응력을 체크하여야 한
다 .
3) 강도 ( 응력의 크기 비교 )
인장응력 > 항복응력 > 허용응력 > 사용응력
4) 안전계수 ( 안전율 : Safety factor) : 안전에 대하여 충분히 고려한 계수 값
91.
92. III-3III-3 열처리와 이슬점온도의 이해열처리와 이슬점온도의 이해
< 이슬점온도의 적용사례 >
1. 로내 분위기가스의 CP (Carbon Potential) 측정시
2. 변성로의 gas/Air 의 비를 관리할 때
3. 가스중에 포함되어있는 수분의 양을 측정하고자 할 때
93. III-3III-3 열처리와 이슬점온도열처리와 이슬점온도
이슬점온도 = 노점온도 = Dew Point
노점 온도를 측정하는 것은 그 공기 ( 가스 ) 중의 수분량을 측정하는 것이 됩니다 .
노점계는 가스중의 수분을 측정하는 수분계로 볼 수 있습니다 .
노점 온도는 , 공기 중의 수증기의 양에 의해 변화 합니다 .
노점 온도가 높으면 그 공기가 포용 하고 있는 수분 함량이 높게 되고 , 노점 온도가 낮으면 공기 중
의 수분 함량이 낮게 됩니다 . 즉 , 노점 온도는 공기 ( 혹은 가스 ) 의 수분 양을 가리키는 수치가 됩
니다 .
노점 온도와 수분량에는 아래의 표와 같은 관계가 있습니다 .
노점 온도가 20℃ 의 경우 , 수분양 ( 용량 %) 은 2.31% 로 되어 있습니다 .노점 온도 와 수분량
노점 온도 수분량
20℃ 2.31%
0℃ 0.60%
-20℃ 0.10%
-40℃ 0.013%
-60℃ 0.0011%
-80℃ 0.53ppm
-100℃ 0.014ppm
94. 1. A 의 온도 : 25℃
2. 현재 수증기량 ( 압 ) : 15g/m^3 일때 ,
1. A 의 이슬점 온도는 : 17.5℃
( 포화수증기압 곡선과 만나는 온도 )
2. A 의 포화수증기량은 : 23g/m^3
( 포화수증기압 곡선과 만나는 수증기량 )
3. 상대습도 = 현재수증기량 / 포화수증기량
= 15 / 23 *100 = 65.2 %
4. 절대습도 = 현재수증기량 = 15g/m^3
III-3III-3 열처리와 이슬점온도열처리와 이슬점온도
95. III-3III-3 열처리와 이슬점온도열처리와 이슬점온도
1) 변성로의 엔도 가스 발생기의 로점은 2∼5℃(CO2 값으로 치면
0.35∼0.45%) 정도가
적당하다 .
따라서 이 범위 내에서 운전을 하면 니켈촉매에 그을음이 덮이는 현상이 일어
나지
않는다 . 로점이 2∼5℃ 이하로 내려가야 할 경우에는 원하는 로점을 얻기
위해 천연
가스 ( 엔리치가스 ) 투입을 늘려야 한다 .
2) 침탄로 침탄작업시 로점은
Dew Cup 법을 통해 이슬이 맺히는 온도를 측정한다 .
밀폐된 박스안에 경면 ( 메끼 , 버프한 면 ) 을 놓고 , 그
박스안에 측정용가스를 흘려 , 경면의 온도를 조절하
고 , 경면에 안개를 발생시켜 구름을 생기게하는 온도
를 측정한다 . 그 온도가 이슬점이다 ( 그림 ). 가스를
흘리면서 경면부의 구름을 가라스면에서 본다 . 얼음
조각을 넣으면 물의 온도를 서서히 내린다 . 구름을 발
생시켰을 때의 온도를 읽는다 . 온도강하는 가능한한
천천히 한다 . 이 방식은 원리적으로 간단하고 오차가
적지만 , 연속적으로 측정할 수 없는 것이 단점이다 . 2
회째의 측정때는 나비네지를 떼어 분해하고 경면을 닦
아내어 반복한다 .
96. III-4III-4 템퍼링공정의 이해 증대템퍼링공정의 이해 증대
1) 템퍼링
A1 변태점 (727℃) 이하의 온도로 가열하고
고온템퍼링의 경우에는 급냉하고 , 저온템퍼링의 경우에는 서냉하는 것이다 .
그러나 SKH 또는 STD 의 고온 템퍼링에 대해서는 서냉한다 .
2) 저온템퍼링 (180 ~ 200℃)
고주파담금질이나 침탄등을 행해 상당히 높은 경도와 내마모성이 필요한 경우에는 저온템퍼링을
실시한다 .
이 저온템퍼링에 의해 내마모성이 증가하고 연마균열이나 보관상의 변형을 막을 수 있다 .
템퍼링 온도로부터의 냉각은 서냉 또는 공냉으로 한다 .
경우에 따라 저온템퍼잉을 2~3 회 반복하는 것도 유효하다 .
97. III-4III-4 템퍼링공정의 이해 확대템퍼링공정의 이해 확대
3) 고온템퍼링 (400 ~ 650℃)
구조용 합금강과 같이 어느 정도의 경도 ( 강도 ) 와 점성을 필요로 하는 것에 적용되며
템퍼링온도는 400 ~ 650℃ 를 택하고 서냉에 의해 템퍼링 취성이 나타나지 않도록 템퍼링 온도로부
터는 급냉 ( 수냉 ) 한다 .
4) 템퍼링경화 (500 ~ 600℃)
SKH 또는 SKD11 은 담금질후 500 ~ 600℃ 로 재가열하면 다시 경화한다 . 이를 템퍼링경화 또는
secondary hardening 이라 한다 .
템퍼링가열과 냉각에 의해 잔류오스테나이트가 마르텐사이트화하여 경하게 된다 .
즉 미세한 합금탄화물의 석출에 의햐여 경화되는 것이다 .
템퍼링경화한 것을 한번 더 템퍼링하면 그 때는 진짜 템퍼링이라 할 수 있듯이 연화작용이 일어난다 .
98. III-4III-4 템퍼링공정의 이해 확대템퍼링공정의 이해 확대
5) 템퍼링시 주의사항
① 템퍼링 시기
담금질 직후 또는 30 분 이내에 실시하는 것이 제일 좋다 .
담금질 냉각직후 손으로 대기 어려운 온도까지 냉각한 시점에서 템퍼링 가열하는 것이 담금질
균열에 좋다 .
② 담금질 후
300℃ 의 템퍼링을 실시하면 점성이 있게 되고 취약하게 된다 . 이를 300℃ 취성이라고 한다 .
따라서 300℃ 의 템퍼링은 피해야 한다 . 필요한 경도 때문에 300℃ 의 템퍼링이 필요한 때에도
이 온도는 피하고 조금 경하게 되는 한이 있어도 250℃ 의 템퍼링을 실시하는 것이 좋다 .
4) 템퍼링경화 (500 ~ 600℃)
SKH 또는 SKD11 은 담금질후 500 ~ 600℃ 로 재가열하면 다시 경화한다 . 이를 템퍼링경화 또는
secondary hardening 이라 한다 .
템퍼링가열과 냉각에 의해 잔류오스테나이트가 마르텐사이트화하여 경하게 된다 .
즉 미세한 합금탄화물의 석출에 의햐여 경화되는 것이다 .
템퍼링경화한 것을 한번 더 템퍼링하면 그 때는 진짜 템퍼링이라 할 수 있듯이 연화작용이 일어난다 .
