어닐링이란? 풀림이란? 열처리 종류/어닐링, 풀림의 목적과 특징

어닐링이란? / Annealing

▶ 어닐링이란 냉간 가공의 효과를 제거해 원래의 연한 상태로 회복시키기 위해 고안된 열처리 방법입니다. 어닐링에 의해 냉간 가공시에 얻어진 가공 경화를 완전히 제거해 연성을 회복할 수 있기 때문에 부가적인 냉간 가공을 행할 수 있게 되는 것입니다. 어닐링은 표면을 가열한 후 다시 냉각해 재료 표면을 변형시키는 과정을 거치게 됩니다. 이를 통해 금속을 다듬을 때 높은 온도로 가열한 후 다시 식히는 담글질 과정을 반복해 금속 자체의 성질을 내도록 하거나 보다 좋은 재질로 바뀌도록 하는 것입니다. 비교적 저온에서 어닐링을 실시하면 최종 부품의 기계적 성질을 해치지 않고 냉간 가공시에 도입된 잔류 응력을 제거할 수 있다. 

 

어닐링 회복 → 재결정 → 결정립성장

어닐링 처리에 의해 금속의 성질이 원래의 상태로 되돌아 가는 과정은 크게 3단계로 나눌 수 있습니다.

 

첫째 회복이란  냉간가공에 의해 금속이 받은 물리적 성질이나 기계적 성질의 변화는, 어닐링을 거치며 가공 전의 상태로 돌아가려는 성향을 갖습니다. 하지만  결정립의 형이나 결정의 방향에 변화가 일어나지 않고 물리적 성질과 기계적 성질만이 변화하는 과정을 말합니다. 금속의 재결정 온도 이하의 어떤 온도범위에서 이전에 변형이 많이 일어났던 곳의 잔류응력이 풀어지며 경도, 강도 같은 기계적 특성의 변화없이 아결정립이 성장하기 시작하는 단계입니다.

 

둘째 재결정이란 가공된 결정립이 내부 변형이 없는 새로운 결정립으로 변화되는 과정을 말합니다. 재결정온도에서 충분한 시간이 지나면 냉간가공된 조직은 완전히 재결정조직으로 대체되고 이전의 결정은 사라지게 됩니다. 재료의 가열온도, 가열속도, 가공도 등에 따라 다르며 대표적으론 가열온도에 따라 열간압연, 냉간압연으로 구분합니다.

 

셋째 결정립성장이란 재결정이 완료된 후에 금속 시편을 높은 온도에 놓아두면 변형률이 없는 결정림은 성장을 계속하게 되는데 이것을 결정립성장이라고 부릅니다. 금속의 온도를 계속해서 높이면 결정립은 성장하기 시작하고 원래의 결정립의 크기를 능가하게 됩니다. 큰 결정립은  판형 금속이 인장력이나 압축력을 얻을 때 거친 표면을 만들어 냅니다.

 

 

 

어닐링의 목적

① 단조나 주조의 기계 가공에서 발생한 내부 응력 제거

② 열처리로 인해 경화된 재료의 연화

③ 가공이나 공작으로 경화된 재료의 연화

④ 금속 결정 입자의 미세화

 

어닐링은 열처리에서 풀림 소둔이라고도 부르며  일반적으로 풀림이라 하면 완전 풀림을 말합니다. 금속재료가 주조나 고온에서 오랜시간 단련될 경우 오스테나이트 결정입자가 커지고 기계적 성질이 않좋게 변하게 됩니다. 하지만 어닐링을 통해 재료를 일정 온도까지 일정한 시간동안 가열을 지속한 후, 천천히 냉각시킬 경우, 최초의 결정 입자가 붕괴하게 되고 새롭게 미세한 결정입자가 만들어지게 되며 내부 응력이 제거됨과 동시에 재료가 연화되게 됩니다. 이런 목적을 위한 열처리 방법을 어닐링, 풀림이라고 부릅니다. 

 

출처URL, 하트♥공감 버튼을 눌러주시면 포스팅에 큰 힘이 됩니다.