강의 연화 및 내부응력 제거를 목적으로 하는 열처리는?
- 침탄법
- 불림
- 풀림
- 질화법
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 강의 연화와 내부응력 제거를 위한 열처리 공정의 명칭을 묻고 있다. 금속의 연화와 잔류응력 완화를 목적으로 하는 열처리는 일반적으로 풀림(annealing)이라 부르며, 비교적 낮은 냉각속도로 소둔하여 조직을 안정화하고 내부응력을 제거한다.
강의 연화와 내부응력 제거를 위한 열처리는 풀림(Annealing)이다.
개념 한 쪽
용접산업기사 응력풀림처리 — 잔류응력 제거와 국부 가열
용접·가공으로 인한 잔류응력은 변형과 균열 원인이므로 제거가 필요하다. 응력제거 풀림과 예열, 국부 응력 제거법 등 상황에 맞는 열처리와 공정을 선택하여 잔류응력을 경감한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「응력풀림처리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 응력제거 풀림 명칭 판단 | 1 | 잔류응력 제거 목적의 풀림 종류를 고르는 능력 |
| 예열 목적 판별 | 1 | 예열이 냉각 속도와 재료 성질에 미치는 효과를 묻는 능력 |
| 국부 가열 적용 상황 판단 | 1 | 대형 구조물에서의 응력 제거 방법을 선택하는 능력 |
뜻
용접이나 주조, 단조, 기계가공 등으로 금속 내부에는 잔류응력이 생긴다. 잔류응력은 변형과 균열을 초래하므로 이를 낮추기 위한 열처리와 방법을 적용한다. 응력제거 풀림은 재료를 일정 온도로 가열하여 일정 시간 유지한 뒤 서서히 냉각시켜 잔류응력을 완화하는 공정이다.
응력제거 풀림은 보통 재결정 온도 이하 범위에서 진행되며, 자료에서는 500~700℃ 정도의 온도 범위가 예시로 제시된다. 이 방법은 조직 변화를 최소화하면서 내부 응력만 제거하는 것이 목적이다. 연화 풀림·구상화 풀림 등 다른 풀림은 목적과 온도 범위가 달라 구별하여야 한다.
용접 공정 전후의 열관리도 응력 제어에 중요하다. 예열(Preheating)은 용접부를 미리 가열하여 냉각 속도를 늦추고 경화를 억제하며 수소를 방출하고 열응력을 줄여 연성을 확보하는 목적을 가진다. 반대로 냉각을 빠르게 하는 처리는 예열의 목적과 반대이므로 문항에서 혼동하지 않아야 한다.
대형 구조물처럼 전체를 가열로(노)에 넣을 수 없는 경우에는 용접부 주변만 국부적으로 가열하여 잔류응력을 제거하는 국부 응력 제거법을 사용한다. 국부 가열은 노내 풀림이 불가능한 경우의 현실적 해결책이며, 저온 응력 완화법·기계적 방법과 구별하여 선택한다.
예제
응력제거 풀림 관련 문제는 목적과 온도 범위를 연결하여 접근한다. 예를 들어 '잔류응력 제거'가 핵심 키워드라면 응력제거 풀림을 선택한다. 대형 구조물 문제에서는 '전체 노에 넣을 수 없음'을 확인하여 '국부 응력 제거법'을 선택한다. 예열 관련 문항에서는 '냉각 속도 저하 → 경화 억제, 연성 증가, 수소 방출'의 인과관계를 기준으로 정답을 골라야 한다.
대표 기출 3문항
용접작업에서 예열의 목적이 아닌 것은?
- 용접부의 냉각속도를 빠르게 한다.
- 용접부의 기계적 성질을 향상시킨다.
- 용접부의 변형과 잔류응력 발생을 적게 한다.
- 용접부의 열영향부와 용착금속의 경화를 방지한다.
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 용접 현장에서 예열의 목적이 아닌 항목을 찾는 것이다. 예열의 주된 목적은 용접부의 냉각 속도를 늦추어 열응력과 잔류응력·변형 및 경화를 줄이고 용접부의 기계적 성질을 개선하는 것이다.
예열은 용접부의 냉각 속도를 늦춰 열응력과 경화를 방지하는 것이 목적이며, 냉각을 빠르게 하는 것은 예열의 반대 효과이다.
잔류 응력 제거 방법으로서 용접선의 양측을 가스 불꽃으로 너비 약 150㎜에 걸쳐서 150~200℃로 가열한 다음 곧 수냉하는 방법은?
- 기계적 응력 완화법
- 피닝법
- 저온 응력 완화법
- 확산 풀림법
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 잔류응력 제거 방법으로 용접선 양측을 150~200℃ 범위로 가열한 다음 수냉하는 방법이 무엇인지 묻고 있다. 예열과 급냉을 이용한 낮은 온도 범위 가열로 응력을 완화하는 방법은 저온 응력 완화법으로 분류된다.
자주 묻는 물음
- 응력제거 풀림이 무엇인가?
- 응력제거 풀림은 재료를 일정 온도로 가열해 그 온도를 일정 시간 유지한 뒤 서서히 냉각시켜 잔류응력을 제거하는 열처리 공정이다. 조직 변화는 최소화하고 내부 응력만 완화하는 것이 목적이다.
- 예열의 목적은 무엇인가?
- 예열은 용접부를 미리 가열하여 냉각 속도를 늦추고 경화를 억제하며 수소를 방출하고 열응력을 낮춰 변형과 균열을 방지하는 것이다.
- 대형 용접 구조물에서 노 내 풀림을 할 수 없을 때는 어떻게 하나?
- 전체를 노에 넣을 수 없는 대형 구조물은 용접부 주변만 부분적으로 가열하는 국부 응력 제거법을 적용하여 잔류응력을 경감한다.
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