강철은 조직이 변한다
담금질 순간 결정 구조 자체가 마르텐사이트로 바뀌며 굳습니다. 경화는 담금질에서 끝납니다.
3 STEPS
1 CYCLE
강철과 알루미늄은 열처리라는 이름만 같을 뿐 다른 기술입니다. 원리부터 공정까지, 남동열처리가 다루는 기술을 전부 적어 둡니다.
알루미늄이 강해지는 원리는 석출 경화 —
흩어 놓고, 가두고, 다시 모으는 3단계입니다.
01Why Different
알루미늄은 합금 원소가 고르게 흩어지는 온도와 결정 경계가 녹기 시작하는 온도, 그 사이에서만 강해집니다.
알루미늄은 입자가 박힌다
결정 구조는 그대로입니다. 시효로 키운 나노미터 석출물이 전위의 길을 막아 강도가 생깁니다. 경화는 시효에서 끝납니다.
02Four Families
같은 알루미늄이 아닙니다. 무엇을 섞었느냐가 계열의 성격과 열처리 난이도를 정합니다.
-
2xxx
29CuCopper고강도 항공 계열
구리가 만드는 Al₂Cu 석출물이 강도를 만듭니다. 2024는 항공기 구조재의 표준 — 강도와 피로 특성이 뛰어난 대신 내식성이 약해 표면처리가 반드시 뒤따릅니다.
-
6xxx
12MgMagnesium14SiSilicon범용 구조 계열
마그네슘과 규소가 함께 Mg₂Si를 만드는 균형형입니다. 6061·6063이 기계 부품과 구조재의 표준 — 압출성·용접성·내식성·강도의 균형이 좋습니다.
-
7xxx
30ZnZinc최고강도 계열
알루미늄 합금 중 가장 강한 계열입니다. 7075-T6의 강도는 일부 구조용 강재에 필적 — 항공·방산의 고하중 부품에 쓰입니다.
-
CAST
14SiSilicon주조재
응고가 남긴 편석과 거친 조직을 용체화로 풀고 시효로 다시 잡습니다. 가공재보다 오래 걸리는 이유입니다.
03Temper Index
도면의 -T6 한 칸이 곧 열처리 지시서입니다. 발주는 이 기호를 읽는 데서 시작됩니다.
F — 소재
받은 그대로입니다. 강도는 아직 만들어지지 않았습니다.
질별 기호 읽기
- F
제조 그대로. 열처리도 가공 이력도 보증하지 않습니다
- O
완전 연화. 가장 무르고 가공하기 좋은 상태입니다
- H
냉간가공 경화. 비열처리 합금(1·3·5xxx)이 강도를 얻는 길입니다
- W
용체화 직후의 불안정 상태. 자연시효가 진행 중
- T
열처리로 안정된 질별. 뒤에 붙는 숫자가 처리 경로를 말합니다
- T651파생
소재 공장에서 인장으로 응력을 푼 상태입니다. 형상이 잡힌 부품에는 적용할 수 없고, 재열처리는 T6까지입니다
- T73·T76파생
7xxx를 일부러 과시효시킨 사양입니다. 강도를 조금 내주고 응력부식(T73)·박리부식(T76) 저항을 얻습니다
- T42·T62파생
사용자가 다시 열처리했다는 표기입니다. 열처리 업체가 용체화부터 다시 처리한 질별입니다
04Three Stages
530°C, 15초, 160°C — 사이클의 모든 숫자에는 이유가 있습니다.
용체화 — 고르게 흩어 놓는다
뭉쳐 있던 합금 원소를 원자 단위로 풀어 놓습니다. 530°C는 합금 원소가 고르게 흩어지는 온도와 결정 경계가 녹기 시작하는 온도 사이입니다.
담금질 — 가둔다
풀어 놓은 원소를 식는 속도로 가둡니다. 400~290°C를 천천히 지나면 강도를 잃습니다.
시효 — 강도가 만들어진다
불안정한 W질별을 낮은 온도로 다시 올려 굳힙니다. 강도는 중간 석출상일 때 가장 높습니다.
공랭 — 사이클이 끝난다
시효를 마친 조직은 안정된 상태입니다. 상온까지 대기 중에서 천천히 식힙니다.