열처리 결함, 크랙 시 대처방법/열처리 문제 해결 방법 알아보기

열처리 시 발생하는 각종 결함에 대한 대처방법에 대해 알아보자.

 

조대한 결정립

 

조대한 결정립은 열처리시에 종종 나타난다. 파단면이나 정확히는 금속현미경 조직시허을 통하여 알 수 있다. 용도에 따라 다르나 모든 재료가 반드시 미세한 결정립이 바람직스러운 것은 아니다.그러나 공구강이나 조질가에서는 반드시 미세한 결정립이 요구된다. 치탄강에서도 때로는 용도에 따라 조대한 결정립을 결함으로 취급하는 경우가 있다. 조대한 결정립의 원인은 다음과 같다.

 

● 과열(Overheating)
침탄강이나 공구강, 조질강 공히 Ac₃변태점이상 가열하여 미세한 결정립을 얻을 수 있다. 이때 가열시간이 너무 길거나 온도가 높을 때는 조대한 결정립이 생성된다. 이러한 현상을 과열(Overheating)이라고 부른다.
결정립 조대화경향은 재질에 따라 다르며 롯트번호(Lot Number)가 다를 때도 차이가 난다. 이러한 경향은 재질속에 미고용물이나 고용이 어려운 화합물의 존재정도에 따라 결정된다. 미고용물이나 고용이 어려운 화합물 구성원소는 제강중에 고의적으로 첨가되거나 혹은 불순물로 들어간다. 탄소가이나 카바이드분해를 촉진하는 원소(즉,망간)가 들어있는 합금강은 약간의 과열에 의해서도 결정립이 조대화해진다. 이러한 강으로 만들어진 큰 부품은 두 단계의 염욕을 이용하는 것이 좋다. 즉, 변태점 이하의 욕에서 예열을 충분히 한 다음, 두 번째 소입가열욕에서 가열시간을 짦게하는 것이 좋다. 또한 주의할 점은 많은 양의 제품을 한번에 처리하는 경우이다.
이때는 노의 온도가 많이 내려가므로 본 가열시간까지 시간이 많이 소요되게 된다. 따라서 결정립이 조대화해진다. 과열된 강은 Ac₃변태점 이상으로 가열하여 공냉한 다음 재소입을 실시하면 미세조직을 얻을 수 있다.(아공석강에 적용) 탄소강인 경우에는 700℃, 합금강인 경우에는 조성에 따라 적정온도에서 장시간 가열한 다음 공냉하여 재소입 처리한다. (과공석강인 경우에 적용) 과공석강인 경우에 과열후에 서냉하면 결정립계에 망상카바이드나 조대한 카바이드가 석출한다. 이 경우에는 다시 한번 가열하여 카바이드를 고용시킨후 급냉한 다음 앞에서아 같이 소둔처리를 실시해야 한다. 고속도강이나 다이스강은 과열조직이 발생되면 다시 쓸 수가 없게 된다.

●과공석강에서 소입을 여러번 했을 때
과공석강에서는 소입온도가 가열하면 카바이드 일부가 고용되어 기지조직을 강화시킨다. 그러나, 미고용된 카바이드의 일부는 결정립성장을 방해하여 결정립을 미세화시킨다.
소입가열을 여러번 실시하면 앞에서 전술한 바와 같이 미고용된 카바이드가 성장, 조대화해져 결정립성장을 제대로 억제하지 못하게 된다. 때문에 과공석강 부품은 특정 이유 때문에 재도입이 요구될 때는 변태점 이하의 온도에서 장시간 소둔처리를 실시해야 한다. 이 소둔처리에 의해 표준조직상태로 들어간다.
이러한 소둔처리를 실시하지 않고는 재소입시 균열(crack)의 위험성이 있다.

● 조질강이나 침탄강에서 언더하드닝(Under Hardening)
아공석강인 경우 특히 침탄강에서 소입온도가 낮을 때, 냉각속도가 느릴 경우에는 조대한 페라이트가 심부에서 석출된다. 이 심부조직은 페라이트 외에 마르텐사이트나 트르스타이트조직이 석출될 수 있다. 조대한 페라이트조직이 생성 되었을 때는 더 높은 온도로 재소입하든지 냉각속도를 빠르게 함으로써 막을 수 있다.

 

● 재결정(Recrystallization)
재결정은 냉간 가공후 약400℃로 가열할 때 일어난다. 가공도가 큰 경우에는 매우 미세한 결정립이 생성되나 가공도가 작을 경우, 즉 임계가공도 범위내에서는 조대한 결정립이 생성된다. 이 경우 소준열처리로 조직을 미세화할 수 있다.

 

 

 

경도불량

 

● 냉각속도가 느릴 경우
냉각속도가 강의 소입성에 비해 충부치 못할 경우에는 경도가 잘 나오지 않는다. 강은 마르텐사이트조직을 얻을 수 있도록 소입온도에서 빠르게 냉각하여야 한다. 어떤 냉각제를 사용하여야 할 것인가는 재질과 부품의 두께에 달려있다.냉각제는 원하는 경도를 얻을 수 있는 범위내에서 가장 완만한 냉각제를 사용해야 한다.
부품의 단면적이 큰 경우나 탈산이 불충분한 강, 결정립 미세화강에서는 보다 빠른 냉각속도가 요구된다.

● 소입온도가 낮거나 유지시간이 짧은 경우
조절강 열처리시에 변형을 감소하거나 템퍼링을 생략 혹은 단축하기 위하여 소입온도를 낮추거나 냉각 속도를 느리게 하는 경우가 있다. 이러한 열처리는 비록 경도로는 목표치를 얻었다 하더라도 잘못된 열처리이다.
이 경우에는 완전 조질열처리된 강보다는 인장강도, 충격강도, 피로강도값이 매우 낮다. 소입경도는 최고경도(2㎜두께의 시편을 소금물에 소입하여 얻을 수 있는 경도)보다 Rockwell C로 10포인트 이상 낮아서는 안된다. 공구강에서는 특히 크롬공구강(SKD류)에서 소입온도가 낮거나 유지시간이 짧을 때는 카바이드용해가 충분치 않아 경도가 나오지 않는다. 이 경우에는 기름이나 소금물에 냉각시키면 경도가 나온다. 그러나 변형이나 균열의 위험성이 따른다. 이러한 변형된 열처리 역시 불량으로 간주한다. 왜냐하면 합금원소를 충분히 이용치 못하였기 때문이다.

● 소입온도가 너무 높을 경우
소입온도가 너무 높을 때는 특히 고합금강인 경우에서 경도불량이 나온다. 원인은 잔류 오스트나이트(Retained Austnite)과다 때문이다. 이러한 부품은 심랭(sub-zero)처리로 잔류 오스트나이트량을 줄일 수 있다. 재소입도 하나의 해결방안이나 이때는 균열을 줄이기 위하여 소둔처리후 실시해야 한다.

 

표면경도 저하

 

● 탈탄
표면의 탈탄은 원자재 상태에서 기 존재하거나 혹은 열처리시에 발생된다. 열처리시의 탈탄을 방지하기 위한 분위기가 존재치 않을 때, 즉 분위기중의 CP가 낮던지 불활성가스를 사용할 경우에도 가스량이 충분치 못하던지 가스중에 H₂O가 함유되어 있을 때이다. 목탄을 사용하여 탈탄을 방지코자 할 때도 완전히 탈탄을 방지하지는 못한다. 산화성 분위기하에서는 탈탄을 방지할 수 있다. 즉, 이 분위기에서는 탈탄보다 산화가 먼저 일어나기 때문이다. 산화층을 제거하고 나면 탈탄층은 자연히 해결된다.

● 잔류 오스트나이트(Retained Austnite)
크롬-니켈 참탄강이나 크롬-망간 침탄가에서 장시간 침탄 소입후 표면에 경도가 제대로 나오지 않는 경우가 있다. 원인은 잔류 오스트나이트 때문이다. 해결방법은 600~650℃로 1시간 내지 2시간 정도 중간 소둔처리한 다음 낮은 온도에서 재처리하는 것이다. 또한 심냉(sub-zero)처리하여도 잔류 오스트나이트량을 줄일 수 있다. 잔류 오스트나이트는 마르텐사이트 생성온도가 실온근처나 아래에 있을 때 발생된다. 마르텐사이트 생성온도는 기지조직에 고용된 합금원소(특히, 탄소와 질소)에 의해 결정된다. 해결책은 다음 2가지 방법이 있다.

 

○  심냉처리(sub-zero)에 의해 잔류 오스트나이트를 마르텐사이트로 변태
○  기지조직에 과포화된 탄소함량(합금원소)를 줄이기 위하여 A₁변태점 이하의 온도에서 1~2시간 가열 유지한 후

       낮은 소입온도에서 재처리한다.

 

트르스타이트(Troostite)

 

표면경도 저하는 트르스타이트(troostite) 조직때문에도 기인한다. 트르스타이트는 소입시에 냉각속도가 느리기 때문에 생성된다. 미고용된 카바이드나 불순물 등은 트르스타이트 생성을 조장하는 핵(nucleation)으로 거동한다. 또한 미고용된 카바이드는 합금원소인 크롬과 결합하여 크롬카바이드를 형성하기 때문에 소입성을 저하시킨다. 산소는 카바이드와 비슷하게 합금원소와 결합하여 산화물을 형성하기 때문에 트르스타이트조직은 소입온도를 올리든지 (합금원소 고용증대) 냉각속도를 증가시키므로써 없앨 수 있다.

 

표면부의 산화(주로 크롬강)

 

고 크롬강(SDK류)는 염욕에서 소입 열처리시 표면 산화가 발생하기 쉽다. 이러한 산화는 시안이 포함되어 있는 염욕이나 환원성 염에서도 나타난다. 따라서 표면산화가 일어나지 않도록 염욕관리에 특별한 신경을 써야 한다.

 

연미표면

 

중연삭시나 냉각이 불충분한 경우에 연마면에서 소려효과가 나타나 경도가 저하한다. 연마면에서 열이 심하게 발생할 경우에는 조직이 다시 한번 변태를 하게되어 표면부터 잔류 오스트나이트-마르텐사이트-소둔조준- 소려조직 순으로 나타나게 된다. 이때는 체적의 변화가 수반되므로 균열이나 박리가 일어날 수 있다.

 

연점

 

● 탈탄층의 국부적인 제거불량
열처리전 부품의 절삭가공시에 탈탄층을 국부적으로 완전히 제거하지 않는 경우가 있다. 이 부분은 열처리후 경도시험기에 제 경도가 나오지 않는다.

● 침탄강에서 국부적인 침탄불량
침탄시 국부적으로 침탄을 방지코자 할 때 가스침탄이나 고체침탄에서는 가능하다. 이 때 침탄방지제를 도포할 때 손으로 다른 부위를 잡으면 이 부위에서는 침탄이 잘 안된다. 액체침탄 시에도 어떤 이유에서 염욕 속에 구리가 녹아들어 갔다면(혹은 제품을 구리도금된 선으로 묶었을 때) 국부적으로 침탄이 안된 곳이 나타난다. 이런 이유 때문에 액체 침탄욕에는 침탄방지를 위하여 구리도금한 부품을 처리하는 것이 바람직하지 않다. 절연에 의해 생성된 침탄불량은 불량부위를 재 열처리하여도 변하지 않는다. 반면에 냉각불량에 의해 나타난 연점은 재처리하면 없어지게 된다.

● 강의 편석
편석에 의한 연점은 인(p)이나 황(s)이 많은 쾌삭강에서 발생하기 쉽다. 이 강에서는 침탄이 균일하게 되지않는 경향이 있어 냉각시에 연점이 나타난다. 망간 함유량이 높은 쾌삭강에서는 이러한 문제가 발생되지 않는다.

● 물소입시 증기부착
공구강이나 침탄강, 조질강에서 종종 나타나는 연점의 원인은 물과 같이 증기화되는 냉각제를 사용한 때이다. 증기가 부착된 부분은 색이 검게 나타나며 이 부분은 경도가 잘 나타나지 않는다.
증기가 부착된 부분은 냉각속도가 늦기 때문에 마르테사이트 조직대신 트르스타이트가 생성된다. 기름소입시에 이러한 문제가 나타난다면 기름을 가열하여 습기를 제거 시킨후 사용하면 된다.
물을 냉각제로 사용할 때는 약 10%정도 소금을 첨가하면 이러한 현상을 방지할 수 있다. 또한 제품을 냉각시에 상하로 흔드는 것도 도움이 된다.
소금물을 사용할 경우에는 40℃이상 되어서는 안된다. 왜냐하면 소금물의 비등점이 매우 낮기 때문이다.

●  냉각제에 불순물 혼입
냉각제에 불순물이 섞여 들어가면 대류가 잘 일어나지 않아 연점이 발생하는 경우가 있다.
이 때는 이러한 불순물을 필털 제거해 주어야 한다. (6) 연마결합
앞의 "표면경도 저하"란에서 설명한 바와 같이 5~10%의 질산용액으로 부식해 보면 알 수 있다.
경도가 잘 나오지 않는 부분은 검정색(트르스타이트)을 띤다. 재소입으로 해결이 가능하다.

 

변형

 

● 한쪽면의 탈탄 혹은 침탄, 부분적인 소입
소입조직인 마르텐사이트조직은 오스트나이트조직이나 소재상태의 조직보다 부피가 큰 조직이다. 부피 팽창은 탄소함량이 증가할수록 더 커진다. 따라서 한쪽면에 탈탄이 일어났을 경우에는 이면에서는 부피 팽창이 다른 면보다 더 적게 일어난다. 이러한 이유 때문에 탈탄이 발생된 면은 오목하게 변형이 발생된다. 한쪽면은 침탄된 부품이나 소입된 부품도 이와 똑같은 이유 때문에 변형이 발생된다.

●  압연이나 단조응력
압연이나 단조후에 열응력 제거와 표준조직을 만들어주기 위해 소준(normalizing) 열처리를 실시하지 않는 부품은 후공정 열처리에 변형을 초래하게 된다. 단류선도 변형에 큰 영향을 미친다. 그러나 소준작업이나 조질작업 등으로 이러한 영향을 감소시킬 수 있다.

●  가공응력
냉간가공인 절삭가공시에 불균일한 응력이 생성된다. 이러한 응력은 가열시에 변형을 초래하게 된다. 따라서 변형을 최소화하기 위하여 절삭가공 및 소입열처리 전에 500~700℃사이로 응력제거소둔이 필요하다.

●  비대칭적인 단면적
키홈이 있는 긴 축류의 소입열처리시에 실제적으로 변형을 막을 수 없다. 변형의 정도는 재질과 소입온도에 따라 결정된다. 마르켄칭 열처리로 변형을 최소화할 수 있다. 또한 부품자체의 설계시에 가능한 한 냉가속도가 균일하도록 설계하면 좋다.

●  불균일한 냉각속도
변형에 크게 영향을 미치는 것은 냉각속도이다. 일반적으로 냉각속도는 변형과 균열을 방지하는 범위내에서 매우 커야 한다. 조질강에서는 부품에 거러리는 하중이 인장응력과 압축응력이므로 심부까지 소입이 되어야 하기 때문이다. 소입방법에 따라서는 변형에 크게 영향을 미친다. 긴 부품인 경우에는 수직으로 세워서 예열 및 가열하여야 하며 냉각때도 마찬가지이다.

● 자중에 의한 변형
소입온도에서 강(steel)의 강도는 매우 낮다. 따라서 자중에 의한 변형이 나타난다. 염욕에서 가열시에는 염의 비중에 의한 부력 때문에 자중에 의한 변형이 적다. 가열 및 냉각시에는 제품을 세워서 처리하는 것이 좋다.

 

※변형교정법
염욕으로 냉각한 직후에 조직은 오스트나이트조직이기 때문에 교정이 용이하다. 조직이 마르텐사이트로 변태직전에 교정은 끝나야 한다. (자석으로 점검, 오스트나이트조직은 비자서이므로 자석이 붙지 않는다. 강은 템퍼팅 전이 템퍼링 후보다 교정이 용이하다.) 복잡한 형상에서는 프레스 소입이 바람직하다.

 

균열

 

● 강 및 단조결함
결함은 여러 종류가 있으나 대충 중요한 결함은 겹침, 불순물혼입, 기포 수소취성, 망상카비이드등이 있다. 이러한 원인에서 발생된 결함은 대부분 압연방향으로 생성된다. 열처리후 완제품에서도 이러한 결함에 의해 생성된 균열을 종종 볼수가 있다. 왜냐하면 열처리에 의한 노취(notch) 때문에 응력이 일한 부분에 집중되기 때문이다. 단조시에 종종 나타나는 겹침은 균열에 매우 민감하다. 탈탄이나 산화피막은 균열 생성을 용이하게 한다.

● 재료혼입, 재료선택, 설계잘못
재료혼입은 불꽃시험으로 알 수 있다. 열처리시 재료선택 잘못에서 기인되는 결함은 설계자나 열처리담장자와의 상호협의하에 재료를 선택함으로써 줄일 수 있다 적정재료를 선택하였다 하더라도 단면적의 급격한 변화나 예민한 노취부가 있을 때는 균열을 피할 수 없다. 특히 주의해야 할 점은 냉각속도가 빠른 냉각제를 사용하여야 하고 소입깊이가 한정된 탄소공구강의 열처리시이다. 표면부위와 심부의 열처리되지 않는 부위에서 큰 응력이 발생되기 때문이다. 비합금강에서 특히 코너부위의 구멍은 매우 위험하다. 이때는 마르켄칭이나 이 구멍을 볼트로 채우는 것이 좋다. 침탄욕 중에서는 구멍을 점토로 막는 것은 불가하다. 침탄강에서는 소재의 탄소함량이 너무 높아서는 안된다. 왜냐하면 소입시 심부에 큰 응력이 생성되어 균열이 발생할 우려가 있기 때문이다.

 

● 열처리전 가공결함
완전소입강인 경우에는 표면의 공구자국이 균열을 초래한다. 강도가 낮은 강에서 끝이 무딘 공구나 절삭속도가 빠를 때는 가공면에 가벼운 균열이 발생되어 열처리시에 이 균열이 성장된다. 이 균열은 반드시 가공방향의 직각방향을 일어난다.

 

● 열처리 결함
열처리시에 무엇보다도 과열과 불균일한 냉각이 균열을 초래한다. 고합금강에서는 열전도가 매우 느리기 때문에 승온시에 급열을 가하면 균열을 초래한다. 침탄강에서는 침탄후 냉각속도가 너무 느릴 때 균열이 발생할 수 있다. 급냉시에는 균열이 발생하지 않으나 공냉시에는 카바이드가 입계에 석출하여 결정립계가 응력에 대한 저항력이 약해져 균열이 발생할 수 있다.

● 열처리후 결함
연마균열은 연마시 냉각이 불충분할 때 발생된다. 연마균열은 연마방향과 수직으로 발생된다. 침탄품에서는 연마균열이 침탄층 깊이까지만 성장한다. 연마균열의 여부는 질산액으로 부식해보면 검게 나타난다. 연마균열은 깊지 않으며 표면에 일직선으로 나타난다.

 

조대한 결정립이나 망상카바이드 및 다량의 잔류 오스트나이트는 연마균열을 쉽게 발생시킨다. 공구강이나 조질강에서는 연마균열이 길고 깊다. 따라서 취성파고의 경향이 크다. 연마균열을 줄이기 위해서는 경도가 낮은 연마재나 냉각방법의 개선이 요구된다. 160~200℃사이에서 템퍼링처리하면 연마균열을 상당히 줄일 수 있다. 동일재질이라도 롯트번호가 다른 재질은 미세 결정립강이라도 연마균열을 발생할 수 있다. 이 때는 연마액을 70~80℃ 로 가열하여 사용하는 것이 좋다. 또한 경도가 높으면 연마균열이 발생하기 쉬우므로 HRC 60이하로 템퍼링처리를 하면 균열을 피할 수 있다. 침탄품의 교정시에는 침탄층에 수직으로 균열이 발생한다.

 

취성 및 피로강도 저하

 

● 재료결함
재료의 인성에 영향을 미치는 재료결함은 균열과 어떤 의미에서는 같다. 편석이나 불순물(MnS)이 심한 강은 압연 방향이 횡방향보다 인성이 더 좋다.

● 조대한 결정립
조대한 결정립은 취성을 조장하고 피로강도를 저하시킨다.

 

● 망상카바이드
망상카바이드는 과공석강에서 가열온도가 높고 서냉시에 나타난다. 침탄시에는 과침탄 및 서냉시에 나타난다. 침탄강에 망상카바이드가 생성되었을 경우에는 침탄온도 이상으로 재가열하였다가 급냉한다. 이때 잔류 오스트나이트가 과다하게 발생되었을 경우에는 다시 저온소입을 시시한다. 이때 카바이드는 미세하고 균일하게 분포된다. 카바이드가 이렇게 분포되어 있을 때는 인성을 해치지 않는다. 공구강에서도 A₁변태점 부근에서 장시간 가열하면 구상화가 된다. 이 경우에는 카바이드 구상화가 결정립계에 집중되어 있으므로 인성이 좋지 않다.

● 과도한 침탄깊이
침탄품은 침탄처리하지 않는 부품보다 충격강도가 떨어진다. 충격강도의 감소는 침탄계수비(침탄깊이/단면적두께)에 비례한다. 침탄계수비는 최대 20%를 초과해서는 안된다.

● 두께가 얇은 제품에서 침탄 및 질화
약침 및 약질화 처리는 피로강도를 향상시킨다. 좋은 예가 스프링인 경우이다. 따라서 두께가 얇은 제품에서는 약침이 요구된다.

●  표면경도 저하
표면경도는 피로강도를 감소시킨다. 굽힘응력하에서는 제품표면이 가장 높은 응력을 받게된다. 경도가 낮은 표면층이 존재한다면 이 부위에는 탄성계수가 낮다. 따라서 고응력에서는 이 부위에서 소성변형이 발생하여 재료에 피로를 가져와 균열을 발생시킨다. 이 균열은 노취효과(Notch Effect) 때문에 결과적으로는 취성파괴를 초래한다. 산화가 일어났을 경우에도 결정립계 약화를 초래하여 파괴를 촉진한다.

● 인장강도가 너무 높을 경우
인장강도가 높을 경우에는 압축, 인자응력이나 피로강도에는 좋다. 그러나 충격강도에도 약하다. 따라서 이 경우에는 템퍼링으로 강도를 떨어뜨려야 한다.

● 언더하드닝(Under Hardening)
조질강이나 침탄강의 언더하드닝시에는 균일한 단상조직으로 되는 것이 아니라 마르텐사이트와 페라이트 다상조직으로 된다.페라이트의 탄성계수는 매우 낮으므로 표면경도 저하시와 같은 현상이 일어난다. 이러한 조직은 피로강도가 낮고 매우 취약하다. 재열 처리를 통하여 해결이 가능하다.

● 소려취성
몰리브덴첨가 조질강을 제외하고는 모든 강은 어느 정도 소려취성을 나타낸다. (특히 크롬강에서)소려취성의 원인은 아직까지 분명하게 밝혀지지 않았다. 소려취성에 대한 경향은 450~600℃온도에서 템퍼링을 실시한 후 상온까지 서냉할 때 나타낸다. 템퍼링후 급냉을 실시하면 소려취성을 방지할 수 있다. 소려취성이 나타난 부품은 재소려 및 급냉으로 방지할 수 있다.

 

 

 

부식

 

●  재료결함
원자재 보관시에 표면에 미세한 기공 형태의 부식이 발생한다. 이 가공은 선반인 연마작업에서 없어지는 것이 아니고 뭉개져 덮어버려 없어진 것처럼 보인다. 따라서 열처리전에는 볼 수 없지만 열처리시에 다시 나타나게 된다. 이러한 결함은 겹침이나 비금속개재물, 기포 등에서도 똑같은 현상으로 나타난다. 고크롬강은 염욕 열처리시에 고크롬농도 지역에서 약간의 부식이 일어난다. 비철열처리시에는 종종 물집(blister)이 생성된다.
이 물집은 내부가스에 의해 생성되는데 이 가스가 수소가스이다. 이러한 현상을 줄이기 위해서는 200~300℃에서 30분 내지 1시간정도 예열해주면 수소가스가 천천히 밖을 확산하여 빠져나가게 되어 열처리시 물집이 생성되지 않는다. 은을 시안이 함유된 염욕에서 소둔처리하여도 이와 같은 현상이 일어난다. 이때 탄소가 은표면으로 확산해 들어가 비금속개재물인 산화동을 환원시켜 Co가스가 발생되므로 물집이 형성되게 된다.

●  열처리전 가공
끝이 무딘 공구로 절삭가공할 때나 절삭속도가 낮을 때는 절삭이 아니라 파먹는 것과 같은 현상으로 나타나게 된다. 이렇게 파먹힌 부분은 육안으로 보이지 않으나 열처리 후에 크게 나타나게 된다.

●  예열시 결함
예열시에 산화가 발생된 부품을 시안이 함유된 염욕에서 열처리를 하면 산화스캐일의 일부가 환원되어 표면이 거칠어지게 된다.따라서 예열온도는 산화스캐일이 생성될 정도로 높아서는 안된다.

●  염욕가열시 결함
부식은 염욕에 시안이 너무 적게 함유되어 있을 때 발생한다. 또한 포트바닥에 침전되어있는 스러지와 제품과의 접촉시에 발생된다. 침탄성 염욕에 제품의 일부분만을 가열할 때도 경계면에서 부식이 일어난다 이러한 부식을 방지하기 위해서 제품전체를 침탄처리후 필요부분만 냉각시키면 된다.

●  템퍼링시 부식
고온의 초산염욕에서 템퍼링시에는 산화에 의한 부식이 발생한다. 특히, 오랫동안 사용한 노화된 초산염에서는 500℃이상에서 산화가 일어난다. 광택이 나는 부품인 경우도 부적합한 오일에서 템퍼링을 실시할 경우 부식이 발생할 수 있다. 염욕에서 열처리한 부품인 경우에도 염을 완전히 세척하지 않으면 부식이 발생한다.

 

용융

● 과열
과열은 온도계의 기능이 잘못되어을 때 나타난다.따라서 표준 열전대를 사용하여 주기적으로 검정하여 주는 것이 필요하다. 고체침탄에서는 box가 기밀성이 없을 때 고온에서 탄소가 산화하여 이 산화열 때문에 부품의 표면이 용융되는 경우가 있다.

● 고합금 공구강의 침탄
고속도강은 예열중에 침탄이 되었을 때 본열에서 녹는 현상이 나타난다. 침탄층은 고속도강의 용융점을 저하시킨다. 침탄성 분위기에서 소둔처리한 고속도 강(High Speed Steel)도 이와 같은 이유에서 소입 열처리시에 표면이 녹는 현상이 나타난다.

● 전극과의 접촉
전극식 염욕노에서는 제품이 전극에 접촉되어서는 안된다. 큰 제품인 경우에는 장입 및 Unloading시에 전기를 끄고하는 것이 좋다. 용융은 전극과 접촉하지 않고서도 염욕내에서 제품이 접촉할 때도 일어난다.

 

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