공구강 오스테나이트화 온도와 미세조직
공구강의 오스테나이트화 온도는 우연히 핸드북에서 나온 범위가 아니다. 이는 일련의 시편을 점점 높은 온도로 통과시키면서 각 시편에서 담금질 직후 경도와 원래 오스테나이트 결정립 크기 두 가지를 판독하여 확정되었다. 이 페이지는 다음에 대한 그 시리즈를 수집한 것이다 S7 그리고 O1, 염수 담금질한 W1 봉재의 표층과 중심부, 그리고 오스테나이트화 후 고속도강에 남은 탄화물 양으로, 로를 너무 차갑게 또는 너무 뜨겁게 운전했을 때의 영향을 설명이 아니라 눈으로 볼 수 있게 한다.
올바른 오스테나이트화 온도가 확립되는 방법
온도는 오스테나이트화 시리즈를 통해 실험적으로 설정된다. 시료를 여러 온도로 가열하고 해당 강종의 경화능에 맞는 속도로 담금질한다. 각 담금질 직후 시료를 파단하고 Shepherd 비교법으로 파단면의 원래 오스테나이트 결정립 크기를 평가한다. 그런 다음 동일한 시료를 파단면 중 하나에서 연마하고 경도를 시험한다.
그 작업에서 두 개의 곡선이 나오며 서로 반대 방향으로 움직입니다. 경도는 더 많은 탄화물이 고용체로 들어감에 따라 상승하고, 평탄해진 후 다시 떨어집니다. 결정립 크기는 경도가 평탄해지는 온도까지 대략 일정하게 유지되다가 그 후 조대화됩니다. 올바른 오스테나이트화 온도 는 경도가 최고이고 결정립이 가장 미세한 지점이며, 일반적으로 딜라토미터 실행이 그 범위를 설정하기 위해 시리즈에 앞서 수행됩니다.
오스테나이트화 유지가 실제로 하는 일은 아래에 나와 있습니다. 페라이트와 펄라이트 조직이 짧은 시간 동안 임계간 영역으로 들어가고, 오스테나이트는 탄소가 있는 펄라이트 콜로니에서 먼저 나타납니다. 그런 다음 콜로니를 따라 그리고 다시 페라이트 쪽으로 성장하여 해당 온도의 평형 오스테나이트 분율에 도달하며, 유지가 중단되면 조직의 일부가 변태되지 않고 남습니다.
S7의 저오스테나이트화와 과오스테나이트화
S7은 약 0.5% 탄소를 함유하고 권장 오스테나이트화 온도가 940 °C인 내충격 강종이며 양방향으로 민감하다. 낮게 운전하면 충분한 탄화물이 고용되지 않아 최대 경도에 도달하지 못한다. 높게 운전하면 모든 탄화물이 고용되어, 정상적으로 결정립계를 고정하는 피닝이 제거된다. S7은 알루미늄 킬드가 아니므로 결정립 성장을 막을 질화알루미늄이 없고 조직이 빠르게 조대화된다. 아래 네 개의 사진은 915, 925, 940 및 955 °C에서의 동일 강종이다.
탄소 범위의 상한에 있는 강은 다시 다르게 거동한다. 1.3% C 탄소 공구강은 과공석강이며 쉽게 고용되는 시멘타이트만 보유하므로 철-탄소 상태도만으로 온도를 설정하기에 충분하다. 최대 경도는 약 0.60~0.65% C를 고용시킴으로써 얻어지며, 나머지 시멘타이트는 잔류 탄화물로서 미고용 상태로 남도록 되어 있다. 잔류 탄화물이 전혀 없는 조직은 너무 뜨겁게 운전된 것이다.
위의 모든 온도는 준안정 철-탄소 상태도, 즉 아래의 상태도에서 읽은 값이다. 이 상태도의 상 경계가, 어떤 합금 데이터가 아니라, 탄소강 등급의 오스테나이트화 온도를 결정한다. 합금강 등급은 이 상태도에서 벗어나 위치하므로, 자체 시리즈에서 온도를 설정한다.
결정립 크기와 함께 본 O1의 오스테나이트화 시리즈
O1은 약 0.9% 탄소를 함유하고 권장 오스테나이트화 온도가 800 °C인 유냉 경화 강종이다. 아래 시리즈는 올바른 온도에서 심하게 과열된 온도까지 이어지며, 각 사진과 함께 인쇄된 숫자는 동일 시편에서 나온 경도와 ASTM 결정립 크기이다. 결정립은 9.5에서 9, 7, 그리고 3으로 가는 반면 경도는 거의 움직이지 않으며, 이것이 경도만이 아니라 결정립 크기를 관리 지표로 사용하는 이유이다.
시리즈에서 보이는 다른 변화는 잔류 오스테나이트이다. 오스테나이트에 고용된 탄소는 마르텐사이트 시작 온도를 낮추므로, 오스테나이트화 온도가 높을수록 강이 실온에 도달했을 때 변태되지 않고 남는 오스테나이트가 더 많다. O1에서는 잔류 오스테나이트가 범위의 상한인 1100 °C 시편에서만 광학 현미경으로 보이기 시작한다. 동일한 규칙이 다음에도 적용된다 D2, 여기서는 올바른 오스테나이트화 온도에서 잔류 오스테나이트가 존재하며 상당량, 일반적으로 10% 이상이 있을 때까지 여전히 보이지 않는다. 다섯 온도 D2 시리즈는 다음에 있다 공구강 미세조직 페이지.
담금질한 봉재의 표층, 천이 영역 및 중심부
탄소 공구강은 보통 완전 경화되지 않으므로 동일한 봉재가 한 번에 세 가지 다른 조직을 가지며 현미경 사진은 이를 염두에 두고 판독해야 한다. 아래 사진은 염수 담금질 후 19 mm W1 봉재의 표층에서 천이 영역을 거쳐 중심부까지이다. 표층은 64 HRC의 미고용 탄화물을 가진 고탄소 마르텐사이트이고, 천이 영역은 55 HRC로 마르텐사이트, 윤곽이 드러난 탄화물 및 어두운 펄라이트이며, 중심부는 42~44 HRC로 마르텐사이트 패치를 가진 미세 펄라이트 기지이다. 잔류 시멘타이트는 세 위치 모두에 존재하며 이는 해당 강종에 맞는 것이고, 부품이 판매되는 경도는 측정된 위치와 함께 명시해야 한다.
오스테나이트화 후 남는 탄화물 양
고속도강에서 오스테나이트화 온도는 탄화물 집단 중 얼마나 많은 양이 경화된 공구로 살아남는지를 결정하며, 이는 다시 내마모성과 인성 사이의 균형이 어디에 놓이는지를 결정한다. 아래 차트는 어닐링 상태의 탄화물 양과 각 강에 대해 명시된 경화 온도에서 오스테나이트화 후의 양을 비교한다. 고용된 부분은 담금질에서 경도를 높이고 템퍼링 시 2차 경화를 공급하는 것이며, 미고용 부분은 내마모성을 담당하는 것이다.
그 탄화물 중 얼마나 많은 양이 다시 고용체로 들어갈 수 있는지는 용해도 문제입니다. 아래 패널은 네 가지 탄소 수준에 대해 주어진 온도에서 오스테나이트가 보유할 수 있는 각 탄화물 형성 원소의 양을 보여줍니다.
입고 히트에서 확인할 사항
강과 함께 두 개의 숫자가 와야 하며, 위의 사진들은 그것이 무엇을 의미하는지 보여준다. 제강소가 권장하는 오스테나이트화 온도는 최대 경도에서 가장 미세한 결정립을 보이는 시편의 온도여야 하며, 공구가 판매되는 경도는 시험된 위치의 경도이다. 표면 판독인지 중심부 판독인지 밝히지 않고 경도를 제시하는 공급업체는 오스테나이트화 질문을 열어둔 것이다. 강종이 뜨겁게 운전될 때 유지하는 경도는 다음에 있다 고온 경도표, 그리고 각 강종의 온도 범위는 다음에 제시되어 있다 D2 오스테나이트화 온도 해당 강종의 페이지.
ASM Handbook, Volume 9, Metallography and Microstructures, George F. Vander Voort의 글 Metallographic Techniques for Tool Steels, ASM International, 2004 (열처리 미세조직 섹션, Fig. 39 및 Fig. 45~Fig. 48)에서 편집함. 모든 캡션은 파일의 검색 가능한 텍스트 레이어에서 판독하여 인쇄된 사진과 대조 확인하였고, 각 사진은 인쇄된 픽셀 폭의 1.5배로 파일에서 잘라냈다. 이 사진들은 Aobo Steel의 사양이 아니라 공개된 실무의 참고 요약이므로, 공정 시트를 작성하기 전에 재료 시험 성적서와 대조하여 오스테나이트화 온도와 경도 위치를 확인하라.