스테인레스 스틸을 열처리하는 방법: 공정, 온도 및 용광로 팁

한 공장 엔지니어는 420개의 스테인리스 블레이드에 사용된 것과 동일한 경화 주기를 통해 304개의 스테인리스 브래킷 배치를 보낸 적이 있습니다. 브래킷은 경도가 변하지 않고 두꺼운 스케일로 덮여 있으며 내식성을 파괴하는 크롬-탄화물 침전물로 나왔습니다. 용광로는 말한 대로 정확하게 작동했습니다. 로드하기 전에 실제 오류가 발생했습니다. 합금 계열이 레시피에 잘못되었습니다.

이 가이드에서는 경화할 수 있는 합금, 실제로 사용되는 열처리 공정 및 온도 범위, 품질을 결정하는 덜 명확한 매개변수, 스테인리스강 열처리를 위한 용광로 장비에서 찾아야 할 사항을 다룹니다.

합금군에 맞는 공정 선택

스테인리스강에는 최소한 약 10.5%의 크롬이 포함되어 있지만 합금 계열에 따라 재료가 온도에 반응하는 방식이 결정됩니다. 경화성은 냉각 중에 미세 구조가 마르텐사이트로 변태되는지 여부에 따라 달라집니다. 다섯 가족은 매우 다르게 행동합니다.

공장 인증서 또는 PMI(양성 물질 식별) 판독값을 빠르게 확인하면 대부분의 실수를 방지할 수 있습니다. 잘못 식별된 코일 하나가 경도 또는 부식 테스트에 실패한 전체 부품 배치를 생산할 수 있습니다.

열처리 공정 및 작업 범위

6사이클은 거의 모든 일상적인 스테인리스강 열처리 작업을 포괄합니다. 아래 범위는 시작점입니다. 항상 합금 공급업체 사양을 확인하십시오.

열처리된 스테인레스강이 사용되는 곳

열처리된 스테인리스 부품은 안전이 중요하거나 마모가 중요한 경향이 있습니다. 최종 사용 분포에 대한 합리적인 추정치는 다음과 같습니다.

항공우주 산업에서는 강도를 유지하면서 무게를 줄이기 위해 석출 경화 등급에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 자동차는 샤프트, 연료 시스템 및 변속기 부품에 마르텐사이트 부품을 사용합니다. 의료 및 수저류 응용 분야는 높은 경도와 가장자리 유지력에 따라 달라집니다. 에너지 및 화학 처리는 내식성을 위해 용체화 어닐링 오스테나이트 및 이중 등급에 의존합니다. 이 스프레드는 또한 우수한 온도 균일성, 대기 제어, 문서화된 프로세스 주기 및 추적성 등 장비 요구 사항을 설명합니다.

성공을 결정하는 숨겨진 매개변수

좋은 요리법은 필요하지만 충분하지는 않습니다. 신뢰할 수 있는 주기와 신뢰할 수 없는 주기의 차이점은 일반적으로 놓치기 쉬운 세부 사항에 있습니다.

• 담그는 시간: 설정점에 도달하는 것은 온도에 도달하는 것과 다릅니다. 일반적인 규칙은 부하 열전대가 목표에 도달한 후 단면적 25mm당 30분 동안 담그고 조밀한 부하에 대해서는 추가 시간을 두는 것입니다.
• 분위기 제어: 대기 중에서 탄소 함량이 높은 마르텐사이트 등급은 표면 탄소를 잃어(탈탄) 부드럽고 피로도가 낮은 표면을 생성합니다. 440C의 최종 경화에는 진공 또는 불활성 가스가 선호됩니다.
• 담금질 전송 속도: 몇 초 만에 부품을 용광로에서 담금질로 이동합니다. 얇은 블레이드는 종종 뒤틀림을 방지하기 위해 알루미늄 판 사이에서 판냉각 처리됩니다.
• 즉시 화를 내십시오. 균열을 방지하기 위해 담금질 직후 템퍼 마르텐사이트 등급을 사용하고 구조를 안정화하기 위해 이중 템퍼를 사용합니다.
• 잔류 오스테나이트: 담금질과 템퍼링 사이의 영하 처리는 잔류 오스테나이트를 변환하고 일반적으로 고탄소 등급에 1-2 HRC를 추가합니다.

아래의 템퍼링 곡선은 템퍼링 단계가 설계 결정이기도 한 이유를 보여줍니다. 이는 고탄소 마르텐사이트 등급(440C)의 일반적인 값입니다. 모든 합금은 약간 다르게 작동합니다.

425-550 °C 범위의 뜨임은 일부 마르텐사이트 등급의 내식성을 감소시킬 수 있습니다. 단지 목표 경도가 아닌 사용 환경을 고려하여 뜨임 범위를 선택하십시오.

실용적인 열처리 작업 흐름

마르텐사이트 또는 석출 경화 부품의 경우 아래 순서에 따라 반복 가능한 결과가 생성됩니다.

용광로 장비 선택 및 ROI 추정

스테인리스강 열처리에 적합한로는 대부분의 마르텐사이트 및 PH 오스테나이트화에 대해 최소 1100°C에 도달해야 하며, 작업 영역 전반에 걸쳐 균일성을 유지하고 분위기를 제어해야 합니다. 에이 고온로 시리즈 1000-1300 °C를 다루는 것이 그러한 상점의 중추입니다.

중소 규모 배치의 오스테나이트화 및 어닐링을 위해 다면 가열 기능을 갖춘 상자형 저항로는 복잡한 가스 시스템 없이 우수한 균일성을 제공합니다.

중소규모 배치열처리를 위한 안정적인 박스형 저항로 이 박스형 저항로는 균일한 다면 가열을 제공하므로 복잡한 가스 시스템 없이 실험실 및 R&D에서 중소 규모 배치의 오스테나이트화 및 어닐링에 매우 적합합니다. 제품보기 →

밝은 표면이 필요한 경우(예: 수술 도구 또는 칼날 경화) 진공 대기로는 스케일 및 탈탄을 방지하고 공정 후 연삭의 필요성을 상당 부분 제거합니다.

광택 표면 경화를 위한 타이머가 있는 진공 대기로 수술 기구나 칼날의 경화에 적합한 이 진공 대기로는 스케일과 탈탄을 방지하여 공정 후 연삭의 필요성을 줄이면서 분위기 제어 처리를 가능하게 합니다. 제품보기 →

다양한 등급의 작은 로트를 처리하는 R&D 실험실의 경우 불활성 가스를 투입하는 관상로를 사용하면 신속한 분위기 변화와 간단한 레시피 테스트가 가능합니다.

다양한 온도 옵션을 갖춘 항산화 진공관로 초기 비용이 가장 낮은 이 대기압 튜브로는 적당한 균일성을 제공하고 단순 어닐링 및 저탄소 마텐자이트 부품에 적합하며 예산에 민감한 실험실에 이상적입니다. 제품보기 →

ROI 비교에는 에너지 소비, 아르곤 또는 질소 사용량, 유지 관리, 교정 및 거부된 부품 비용이 포함되어야 합니다. 진공로는 초기 비용이 더 많이 들지만 탄소 등급이 높은 경우 탈탄층을 제거하고 후처리를 줄이며 공기로에서 견적을 낼 수 없는 작업을 시작합니다. 거래량이 정당화되면 일반적으로 프리미엄이 빠르게 회수됩니다.

유지 관리 및 규정 준수

열처리는 한 번에 잊어버리는 작업이 아니라 자격을 갖춘 공정입니다. 일상적인 유지 관리 및 문서화를 통해 경도와 부식 성능을 사양 내로 유지합니다.

• 열전대 및 기기 교정: 항공우주 또는 의료 작업의 경우 AMS 2750 고온 측정 요구 사항을 따르십시오. 규제 대상이 아닌 산업에서도 부하 열전대 및 컨트롤러를 매년 교정하여 온도 드리프트를 방지합니다.
• 요소 및 단열재를 확인하십시오. 가열 요소는 핫스팟에서 성능이 저하되고 균열된 내화 섬유는 가열 동작을 변경합니다. 계획된 간격으로 검사하고 일치하는 세트의 부품을 교체하십시오.
• 대기 순도 모니터링: 질소 또는 아르곤 퍼지 및 진공 시스템에는 누출 점검과 이슬점 또는 산소 모니터링이 필요합니다. 누출된 씰은 밝은 경화 주기를 탈탄 주기로 바꿉니다.
• 모든 부하를 문서화합니다. 합금, 열 수, 노, 열전대 위치, 담그는 시간, 담금질 매체 및 경도 결과를 기록합니다. 추적성은 ISO 9001과 고객 수용의 기초입니다.

스테인리스강을 일반적인 가열 작업이 아닌 합금별 엔지니어링으로 처리하면 스테인리스강을 열처리하는 것이 예측 가능해집니다. 등급을 식별하고, 올바른 사이클을 선택하고, 분위기를 제어하고, 각 부하를 확인합니다. 실제 온도 균일성과 문서화된 제어 기능을 갖춘 용광로 - Shanghai Dengsheng과 같이 열처리 R&D를 적용한 제조업체의 지원을 받습니다. 산학연 연구협력 — 서면 레시피를 반복 가능한 생산 프로세스로 전환합니다.