열처리는 금속의 성분과 구조, 최종 용도에 따라 적용 방법이 달라집니다. 같은 강철이라도 탄소 함량이나 합금 성분에 따라 담금질 방식이 달라지고, 알루미늄이나 구리처럼 조직 변화가 다른 재료는 전혀 다른 열처리가 필요합니다. 이번 글에서는 대표적인 금속별로 어떤 열처리 방식이 적용되는지 정리해보겠습니다.
1. 탄소강(Carbon Steel)의 열처리
① 탄소 함량에 따라 달라지는 공정
- 저탄소강: 담금질보다는 풀림, 노멀라이징 적용
- 중탄소강: 담금질 + 뜨임 조합으로 기계 부품에 사용
- 고탄소강: 경화성이 높아 담금질 후 경도 극대화 가능
② 적용 예
- 공구, 기어, 스프링 등 고강도 부품 제작
2. 합금강(Alloy Steel)의 열처리
① 합금 성분에 따라 특수 열처리 필요
- Cr, Mo, Ni 등 합금 성분은 경화 깊이 증가에 기여
- 냉각 속도에 덜 민감해 정밀 제어 가능
② 대표 공정
- 담금질 + 뜨임, 침탄열처리, 고주파 열처리 등
3. 스테인리스강(Stainless Steel)의 열처리
① 내식성과 조직 안정화 목적
- 오스테나이트계: 응력 제거 풀림, 솔루션 열처리
- 마르텐사이트계: 담금질 + 뜨임으로 경도 확보
- 페라이트계: 열처리 효과 제한적, 응력 제거 중심
② 적용 예
- 주방용품, 의료기기, 화학기계 등
4. 알루미늄 합금(Aluminum Alloys)의 열처리
① 열처리 강화형 vs 비강화형 구분
- 2000, 6000, 7000 계열: 열처리로 강도 향상 가능
- 1000, 3000, 5000 계열: 풀림만 적용 가능
② 대표 공정
- 용체화 처리(Solution Heat Treatment) - 인공 시효 처리(Aging Treatment)
5. 구리 및 황동(Copper, Brass)의 열처리
① 조직 안정화 및 연화 목적
- 풀림(Annealing)으로 연성 확보
- 냉간 가공 전후 응력 제거에 효과적
② 적용 예
- 전선, 배관, 냉간 성형용 부품 등
6. 티타늄(Titanium)의 열처리
① 고온 안정성과 항산화성이 특징
- 알파-베타 조직 제어를 위한 열처리 필요
- 진공 열처리로 산화 방지
② 적용 예
- 항공기, 의료용 임플란트, 방산 부품 등
자주 묻는 질문 (FAQ)
1. 열처리는 모든 금속에 적용되나요?
열처리는 대부분의 금속에 적용되지만, 열처리 효과가 크지 않은 금속(예: 납, 주석)은 일반적으로 적용하지 않습니다.
2. 알루미늄도 경도 향상이 가능한가요?
네, 특정 알루미늄 합금(예: 6061, 7075)은 열처리를 통해 강도와 경도를 향상시킬 수 있습니다.
3. 열처리 후 가공을 다시 할 수 있나요?
가능하지만, 열처리 후 경도가 높아지면 절삭 가공이 어려워질 수 있어 사전 설계가 필요합니다.