개념 한 쪽
표면처리 세트는 「담금질 변형·균열의 원인과 대책 × 침탄·질화의 조건」이 중심이다. 침탄은 저탄소강에, 심냉 처리는 잔류 오스테나이트 제거에 쓴다.
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출제기준 단원 「기타 표면처리방법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 공정 목적 판별 | 1 | 흑심가단주철 2단계 풀림의 둘째 단계 목적 |
| 요구사항 판별 | 1 | 담금질에서 일반적으로 요구되지 않는 것 |
| 원인 판별 | 1 | 담금질 변형 설명 중 틀린 것 고르기 |
담금질 관련 상식부터 잡는다. 담금질에 의한 변형은 열응력, 상변태 응력, 경화 상태 불균일 등 기계적·열적 요인으로 생기고 탄소 함유량 변화는 변형의 원인이 아니다. 담금질한 강이 여린 성질, 즉 취성을 개선하려면 뜨임처리를 한다. 잔류 오스테나이트를 줄여 치수 안정성을 확보하려면 0℃ 이하로 식히는 심냉 처리를 한다.
확산성 표면 처리와 조직 상식이 둘째 축이다. 침탄은 저탄소강 표면에 탄소를 침투시키는 방법으로 페라이트가 많고 탄소량이 낮은 재료에서 침투 경로가 넓어 효과가 좋다. 침탄법은 침탄 후 표면 경화를 위한 담금질이 필수라 질화법과 비교할 때 「열처리가 필요 없다」는 설명은 틀리다. 흑심가단주철은 850~950℃와 680~730℃의 2단계 풀림을 하고 둘째 단계는 펄라이트의 시멘타이트를 흑연화해 연한 페라이트 조직을 만든다. 편석의 균일화와 황화물 편석 제거에는 원자 확산을 촉진하는 확산 풀림이 적합하다. 강의 열처리 조직 중 경도가 가장 큰 것은 마텐자이트고, 자기변태는 상 변화 없이 자기적 성질만 비연속적으로 변하는 현상이다.
출제 패턴은 세 가지다. ① 원인 판별 — 담금질 변형의 원인에서 탄소량 변화를 제외시키고, 균열 대책에서 서냉을 고른다. ② 침탄·질화 비교 — 침탄은 저탄소강에 하고 담금질이 필요하다는 점을 묻는다. ③ 처리 목적 — 심냉(잔류 오스테나이트), 확산 풀림(편석 제거), 뜨임(취성 개선)을 연결한다.
금형의 표면과 중심부, 얇은 부분과 두꺼운 부분 등에서 담금질 할 때 균열이 발생한다. 그 이유는?
정답 ① · 담금질 시 금형에서 균열이 발생하는 이유를 묻는 문제이다. 금형의 표면과 중심부, 얇은 부분과 두꺼운 부분은 냉각 속도가 서로 달라 마텐자이트 변태가 일어나는 시점이 부위마다 다르다.
담금질 시 두께 차이에 따른 냉각 속도 차이로 마텐자이트 변태 시간이 달라져 잔류응력이 발생한다.
냉각가공의 공정도중에 실시하며 가공성의 향상이나 가공후의 균열방지를 위한 풀림 작업은?
정답 ① · 냉간가공 공정 도중에 실시하여 가공성 향상과 균열 방지를 목적으로 하는 풀림 작업을 묻는 문제이다. 냉간가공을 계속하면 가공경화로 재료가 단단해져 균열이 발생하기 쉬우므로, 공정 중간에 풀림을 실시해 연화시키는 것을 중간풀림이라 한다.
냉간 가공 중 가공성 향상과 균열 방지를 위해 중간에 실시하는 풀림은 중간풀림입니다.
AI합금의 열처리법이 아닌 것은?
정답 ④ · 알루미늄 합금에 적용되는 열처리법이 아닌 것을 고르는 문제이다. 알루미늄 합금의 대표적 열처리는 용체화 처리와 시효 경화 처리(인공 시효, 자연 시효)이며, 풀림(어닐링)도 가공 경화 제거나 연화 목적으로 적용된다.
AI합금(알루미늄 합금)은 용체화처리와 시효경화가 주요 열처리법이며, 노멀라이징은 강재 특유의 열처리법이다.
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