전산응용기계제도기능사 철강 재료 — 합금 원소와 열처리 효과

합금강에 소량의 크롬이나 니켈을 첨가할 때 주된 목적으로 내식성 향상을 꼽는다. 두 원소는 강재의 부식 저항성을 끌어올리는 대표적인 합금 원소로 작용한다. 니켈은 스테인리스강에 들어가는 대표 원소로 꼽히므로 내식성 향상과 이어진다. 경화능이나 경도 증가는 다른 원소와 열처리 조건에 더 밀접하게 묶이므로, 소량 첨가의 주된 목적과 구분해야 한다.

같은 재질이라도 재료의 크기에 따라 열처리 효과가 달라진다. 단면이 두꺼워지면 냉각 속도가 느려져 경화되는 깊이가 얕아지는데, 이 현상을 질량효과라고 한다. 담금질이나 뜨임, 시효경화는 열처리 공정이나 현상의 이름이지 크기에 따른 영향을 가리키는 용어가 아니다. 크기가 커질수록 냉각이 느려진다는 점을 붙잡으면 질량효과와 다른 공정을 혼동하지 않는다.

강을 단단하게 만들려고 급냉하는 열처리가 담금질이다. 담금질한 뒤에는 이어서 뜨임을 한다. 담금질과 뜨임을 함께 하면 경도와 인성을 적절히 조절하고 조직을 균질하게 만들며 가공성을 개선한다. 열처리는 표면 경화나 기계적 성질 향상을 목적으로 하므로, 표면을 연화시키는 것을 열처리의 특성으로 보는 설명은 맞지 않다.

게이지용 강은 정밀 측정 도구의 재료이므로 치수가 변하지 않는 성질이 핵심이다. 팽창계수가 작아 온도 변화에도 치수가 안정적이어야 하고, 내마모성과 높은 경도, 담금질 변형이 적은 성질을 갖춰야 한다. 팽창계수가 큰 재료는 온도가 조금만 달라져도 치수가 변해 정밀도를 해치므로 게이지용 강의 조건에 맞지 않는다.