공구강 열처리를 위한 보호 분위기 선택

네 가지 주요 보호 분위기

네 가지는 발생기에 공급되는 공기량, 즉 공기 계수로 구별됩니다. 엔도가스는 가장 큰 공기 부족, 즉 0.5 미만의 공기 계수로 만들어지며, 가스와 그 적은 공기 사이의 반응이 열을 방출하는 대신 흡수하기 때문에 레토르트를 가열해야 하고 촉매가 사용됩니다. 엑소가스는 0.5에서 0.8 사이의 공기 계수로 만들어지며, 연소가 자체적으로 지속될 만큼 충분한 열을 방출합니다. 0.8에서 0.99 사이의 공기 계수로 만들어지는 린 엑소가스는 이산화탄소와 수증기를 충분히 함유하여 특정 비철 금속 처리에만 유용하며, 일반적으로 대신 정제되어 원문에서 모노가스라고 부르는 준비된 질소 기반 가스를 제공합니다. 해리 암모니아는 전혀 다른 원리로 만들어지며, 800 °C 이상에서 촉매 위에서 암모니아를 분해하여 75% 수소와 25% 질소로 나옵니다.

네 가지 주요 보호 분위기의 조성 및 이슬점. 준비된 질소 기반과 해리 암모니아는 네 가지 중 가장 건조한 두 가지이며, 엔도가스는 가장 많은 수소와 가장 많은 일산화탄소를 함유합니다. 이슬점은 가스가 수증기로 포화되는 온도이므로, 낮은 수치는 더 건조한 가스를 의미합니다.

이슬점 열은 공구강에 가장 중요한 항목입니다. 준비된 질소와 해리 암모니아가 모두 도달하는 −30 °C의 이슬점은 고크롬 강종을 표면 산화 없이 가열할 수 있는 조건입니다. 엔도가스 범위인 −15 ~ +5 °C와 엑소가스 범위인 −10 ~ +20 °C는 더 습하며, 이는 해당 분위기가 안전한 강종의 한계를 설정합니다.

각 분위기의 용도

네 가지 주요 분위기의 적용 분야. 이 목록은 출처 자체의 것이며 공구강에 국한되지 않는다. 분위기가 크롬, 알루미늄 또는 규소를 함유한 합금강에 적합하다고 명시된 부분과 침탄용으로 명시된 부분에 주목하라.

그 표의 두 행은 공구강 작업을 직접적으로 가리킨다. 흡열 분위기는 침탄용, 어닐링 및 경화용, 그리고 탈탄 없이 경질 재료를 소결하는 용으로 명시된 것이며, 가스 침탄로가 사용하는 분위기이다. 암모니아 기반 분위기는 크롬, 알루미늄 또는 규소를 함유한 합금강용으로 명시된 것으로, 대부분의 공구강이 속하는 계열이며, 이것이 해리 암모니아가 아래의 고속도강 경화 및 진공에서의 고크롬 강종 경화 섹션에서 다시 등장하는 이유이다.

각 분위기의 비용과 로에 요구하는 사항

비용은 두 가지, 즉 발생기가 연소하는 연료와 가스가 사용 가능해지기 전에 필요한 정제에 의해 좌우된다. 발열 기반 분위기는 반응이 자체 열을 충당하고 가스가 거의 후처리를 필요로 하지 않으므로 가장 저렴하다. 질소 기반과 흡열 기반은 약 2.5배에서 3배 정도 더 들고, 해리 암모니아는 그보다 몇 배 더 든다. 꼬리 부분 상단에서 주목할 두 수치는 정제 수소와 아르곤으로, 둘 다 다른 모든 것보다 한 자릿수 위에 있으며 가격보다는 보호 대상 때문에 선택된다.

분위기 생산의 상대적 비용, 표준 입방미터당 파운드. 이 수치는 출처의 1984년 비용 기준이며 현재 가격이 아니라 가스 간 순위를 보여주기 위해 재현된 것이다.

아래 세 가지 특성이 로와 안전 조치를 결정하며, 이것이 작업장이 단순히 가장 저렴한 가스를 선택할 수 없는 이유이다. 높은 폭발 위험은 로, 배관 및 퍼징 절차 모두가 그에 맞게 구축되어야 함을 의미하며, 전환기가 작업을 해리 암모니아에서 질소 기반 분위기로 옮기는 가장 흔한 단일 이유이다. 독성 위협은 일산화탄소 함량을 따르며, 이것이 발열 및 흡열 가스에는 등급이 매겨지고 순수 수소 및 질소 혼합물에는 매겨지지 않는 이유이다.

주요 분위기의 주요 특성. 하나의 분위기에 대해서는 행을 따라 읽고, 하나의 특성에 대해서는 열을 따라 읽으라. 질소 기반 분위기는 네 가지 중 취급이 가장 안전하고 흡열 분위기는 가장 까다롭다.

광택, 환원, 무산화물 및 저산화물 어닐링

출처는 모든 제어 분위기 어닐링 처리를 표면이 얼마나 완벽해야 하는지에 따라 네 등급으로 분류하며, 이 등급이 실제로 가스를 결정한다. 광택 어닐링은 냉각 후에도 작업물을 광택 상태로 유지하며, 산화성 성분이 가열 단계뿐 아니라 냉각 단계에서도 작용하므로 전체 사이클 동안 낮게 유지되어야 한다. 환원 어닐링은 약간 산화되거나 녹슨 표면을 정화하는 분위기를 사용하지만 완벽한 광택에는 도달하지 못하며, 산화크롬은 환원하기 매우 어렵기 때문에 고크롬 합금에서는 실패한다. 무산화물 어닐링은 템퍼 색이 형성되는 것을 허용하므로 어느 정도 산화력을 가진 가스도 허용된다. 저산화물 어닐링은 약간의 산화물을 허용하며, 단조 전 가열에 사용되는 등급으로, 부품이 로를 떠나면 무산화물 표면은 실제로 달성할 수 없다.

네 등급의 실용적 가치는 그 뒤의 가격 사다리이다. 스테인리스 강종의 진정한 광택 어닐링에는 해리 암모니아 또는 수소가 필요하지만, 동일 부품의 무산화물 어닐링은 희박 발열 가스 또는 모노가스로 충족된다. 가스를 명명하기 전에 등급을 명명하면 보통 비용이 낮아진다.

강의 조성으로부터 분위기 선택

선택이 열려 있는 경우, 출처는 합금 함량에 따른 규칙을 제시하며, 임계값은 크롬과 망간이다. 강의 크롬, 망간 또는 텅스텐 함량이 2~2.5% 미만이면 발열, 흡열 또는 질소 기반 분위기가 적합하다. 망간 함량, 특히 크롬 함량이 2%를 초과하면 산소를 함유한 모든 성분이 매우 낮은 수준으로 제거되어야 한다. 이는 이산화탄소와 수증기, 그리고 일산화탄소를 의미하며, 화학적으로 결합된 산소조차도 표면을 산화시키거나 탈탄시킬 수 있기 때문이다. 그러한 강종에 대해 출처는 수소, 해리 암모니아 또는 고진공을 적합한 분위기로 명시한다.

견적에 반영할 두 가지 추가 제한이 있다. 수소 및 질소 혼합물인 75/25 등급과 80/20 등급은 강이 질화강이 아닌 경우에만 적합하므로, 한 공구강에 올바른 분위기가 다른 강의 표면을 질화시킬 수 있다. 그리고 강이 크롬-니켈 내열 또는 내산 강종인 경우, 해리 암모니아 또는 수소가 −50 °C 미만의 노점으로 사용되며, 이는 네 가지 주요 분위기가 발생기에서 제공하는 것보다 더 건조하다.

그다음 탄소 함량이 저합금강을 구분한다. 저탄소강은 수증기가 3~10% 이산화탄소가 해를 끼치지 않을 만큼 충분히 낮게 유지된다면 발열 가스에서 운전할 수 있다. 탄소 함량이 더 높은 강은 흡열 가스 또는 모노가스에서 운전해야 하는데, 그 둘이 탈탄시키지 않기 때문이며, 탄소와 크롬이 모두 높은 강은 선택이 사실상 강제된다.

이것이 공구강 주문에 남기는 것

결정의 순서는 먼저 표면 등급을 정하고, 그다음 인증서에서 합금 함량을 읽고, 그다음 가스를 선택하는 것이다. D 또는 A 그룹의 냉간 가공 강종은 산소 함유 성분이 가스에서 제거되어야 할 만큼 충분한 크롬을 함유하며, 이는 정제 질소, 해리 암모니아 또는 진공을 가리킨다. 열간 가공 또는 고속도 강종은 출처가 진공 및 해리 암모니아에서 길게 다루는 경우이다. 탄소강 및 저합금 공구강은 더 저렴한 흡열 및 발열 분위기에서 해 없이 운전할 수 있는 것들이다.

그 결정에 관한 로 작업 관행은 다음에 있습니다 공구강 열처리 가이드, 그리고 자체 압력 및 냉각 데이터가 있는 진공 경로는 다음에 있습니다 진공 열처리 페이지. 흡열식 분위기의 침탄 측은 가스 침탄 탄소 침투 페이지에서 측정되며, 암모니아 측은 공구강 질화 페이지에서 측정됩니다. 결함으로서의 탈탄 및 이를 제거하기 위해 제거해야 하는 소재량은 탈탄 및 소재 제거 페이지에 있습니다.

출처: Controlled Atmospheres for Heat Treatment, R. Nemenyi and G. H. J. Bennett, Pergamon Press, 1984.