§1
실험 개요
강의 기계적 성질은 열처리로 광범위하게 조절된다. 학부에서는 같은 탄소강 시편을 어닐링·담금질·뜨임 처리한 뒤 경도 시험으로 효과를 정량 비교하고 광학현미경으로 미세조직 변화를 관찰한다.
§2
이론 배경
변태 다이어그램
오스테나이트 영역(>723°C)에서 냉각 속도에 따라 다른 상 형성. 천천히: 펄라이트(연함). 빠르게: 마르텐사이트(매우 단단).
뜨임
담금질 후 마르텐사이트는 매우 취성. 200~700°C로 다시 가열해 인성 회복. 온도가 높을수록 인성↑·경도↓.
§3
실험 장치 및 시약
- — 전기로 (1000°C)
- — 물·기름 quench bath
- — 탄소강 시편 (S45C)
- — 경도계
- — 광학현미경
§4
실험 절차
- 1.시편 4개 준비, 모두 850°C에서 30분 오스테나이트화.
- 2.(a) 노냉(어닐링) (b) 공냉(노멀라이징) (c) 수냉(담금질) (d) 수냉 후 400°C 1시간 뜨임.
- 3.각 시편의 경도 측정 (5점 평균).
- 4.광학현미경으로 미세조직 관찰.
§5
데이터 처리
처리별 경도 표 작성. 미세조직 사진과 매칭. 어닐링: ~150 HB, 담금질: ~600 HB, 뜨임: ~400 HB.
§6
예비보고서 항목별 작성 팁
이론
Fe-C 평형 다이어그램과 TTT 곡선의 의미 명시.
안전
고온 작업, quench 시 비산.
§7
자주 하는 실수
- — 오스테나이트화 시간 부족 → 부분 변태
- — quench 직후 추가 가열·냉각
- — 경도 측정 위치 정렬 실패
§8
자주 묻는 질문
Q. 왜 담금질 후 뜨임을 하나요?
담금질만 한 마르텐사이트는 매우 단단하지만 너무 취성이라 부서집니다. 뜨임은 일부 carbide 석출과 잔류응력 완화로 인성을 회복시키며, 경도와 인성의 균형을 잡는 가장 일반적인 후속 처리입니다.
Q. 왜 quench 매질이 다른 결과를 만드나요?
냉각 속도가 다르기 때문입니다. 물(빠름) > 기름 > 공기 > 노냉(느림). 빠를수록 마르텐사이트 함량 증가, 경도 증가. 단 너무 빠르면 균열 위험.
§9
참고 표준·문헌
본 가이드는 다음 표준·교과서·핸드북의 정의·식·표준 절차를 따라 작성되었습니다. 학교 양식과 표준 절차가 다를 경우 학교 양식을 우선합니다.
- [1]Callister, W.D., Rethwisch, D.G. — Materials Science and Engineering: An Introduction, 10th ed., Wiley, 2018