한국어
메뉴

템퍼링(뜨임)의 뜻

담금질한 강을 A1점(727℃)보다 낮은 온도로 다시 가열하는 열처리. 경도를 낮추는 대신(온도가 높을수록 더 많이 낮아진다) 인성을 되살리고 내부 응력을 줄인다.

일본어 명칭: 焼戻し

‘템퍼링(뜨임)’ 관련 연습 문제는 4개 분야에 4문제가 있습니다(열처리와 금속 재료, 금속 재료와 합금, 파괴 역학과 피로 등).

이 용어의 분야: 열처리와 금속 재료

템퍼링에서 일어나는 변화의 단계

담금질한 그대로의 마르텐사이트를 가열하면 온도에 따라 단계적으로 변화합니다. 대략 100~250℃에서 과포화 탄소가 ε 탄화물 등의 미세한 탄화물로 석출되고, 격자의 정방정 일그러짐이 작아집니다. 약 200~300℃에서 잔류 오스테나이트가 분해되고, 약 250℃ 이상에서 세멘타이트가 생겨 기지는 페라이트에 가까워집니다. Mo, V, W, Cr 등을 포함하는 강에서는 500℃ 이상에서 미세한 합금 탄화물이 석출되어, 경도가 일시적으로 올라가는 2차 경화가 일어납니다.

온도와 성질의 선택

템퍼링 온도가 높을수록, 또 시간이 길수록 경도는 낮아지고 인성은 높아집니다. 날붙이, 베어링, 침탄 부품처럼 경도와 내마모성이 필요한 것은 150~200℃ 정도의 저온 템퍼링으로 높은 경도를 유지합니다. 축이나 기어 등 강도와 인성이 모두 필요한 기계 부품은 550~650℃ 정도의 고온 템퍼링을 하며, 이를 조질이라고 합니다. 온도와 시간의 효과는 T(C + log t) 형태의 템퍼링 파라미터(C는 강에서 약 20)로 함께 다룰 수 있습니다.

템퍼링 취성에 대한 주의

템퍼링 온도에 따라서는 오히려 인성이 떨어집니다. 약 250~400℃에서 템퍼링하면 마르텐사이트의 라스 경계에 탄화물이 막 모양으로 석출되어 충격값이 낮아지는 저온 템퍼링 취성이 일어나므로, 이 온도 영역의 템퍼링은 피하는 것이 보통입니다. 또한 Ni-Cr강 등을 약 375~575℃ 범위에서 서랭하거나 오래 유지하면, P, Sb, Sn 등의 불순물이 구오스테나이트 결정립계에 편석되는 고온 템퍼링 취성이 일어납니다. 템퍼링 후 급랭, 불순물 저감, Mo 첨가 등으로 방지합니다.

담금질 후의 시점과 실무

담금질한 그대로의 강은 내부 응력이 커서, 그대로 두면 방치 균열이라고 부르는 지연 균열이 생길 수 있으므로, 담금질 후에는 가능한 한 빨리 템퍼링합니다. 고속도 공구강처럼 잔류 오스테나이트가 많은 강에서는 550℃ 전후에서 2~3회 반복하여 템퍼링해, 잔류 오스테나이트를 마르텐사이트로 바꾼 뒤 그것을 다시 템퍼링합니다. 게이지나 베어링처럼 치수 안정성이 중요한 정밀 부품에서는 담금질 후 0℃ 이하로 냉각하는 서브제로 처리를 더한 다음 템퍼링하기도 합니다.

템퍼링(뜨임) 연습 문제에 도전

담금질한 강에 템퍼링(뜨임)을 하는 주된 목적은 무엇인가?

  1. A마르텐사이트를 더 단단하게 하여 내마모성을 높이기 위해
  2. B잔류 오스테나이트를 늘려 조직을 안정시키고, 치수 변화를 막기 위해
  3. C경도를 다소 낮추는 대신 인성을 되찾고, 내부 응력을 줄이기 위해
정답과 해설 보기

정답: C. 경도를 다소 낮추는 대신 인성을 되찾고, 내부 응력을 줄이기 위해

담금질한 그대로의 마르텐사이트는 단단한 반면 매우 취약하고, 큰 내부 응력도 안고 있습니다. A1점(727℃)보다 낮은 온도로 다시 가열하는 템퍼링에서는 과포화된 탄소가 미세한 탄화물로 석출되고 내부 응력이 완화되므로, 경도는 내려가지만 인성은 크게 되살아납니다. 템퍼링 온도가 높을수록 무르고 질긴 조직이 되며, 공구에는 저온 템퍼링, 기계 부품에는 고온 템퍼링(조질)을 구분하여 사용합니다. 템퍼링으로 경도가 올라가는 것은 일부 합금강의 2차 경화에 한정되며, 일반적인 목적이 아닙니다. 잔류 오스테나이트는 템퍼링으로 분해되는 방향으로 변화하며, 늘리는 것이 목적이 아닙니다.

자주 묻는 질문

템퍼링과 풀림의 차이는 무엇입니까?

템퍼링은 담금질한 강을 A1점보다 낮은 온도로 다시 가열하여 인성을 되살리는 처리입니다. 풀림은 보통 A1점이나 A3점보다 높은 온도로 가열한 뒤 천천히 냉각하여 연하게 하거나 조직을 정돈하는 처리로, 담금질을 전제로 하지 않습니다.

조질이란 무엇입니까?

담금질 후 550~650℃ 정도의 고온에서 템퍼링하여 강도와 인성의 균형을 맞추는 처리입니다. 템퍼드 마르텐사이트 조직이 되며, S45C나 SCM435 등 기계 구조용강의 축이나 기어에 흔히 적용됩니다.

템퍼링으로 단단해지는 경우도 있습니까?

있습니다. Mo, V, W 등을 포함하는 공구강에서는 500~600℃ 부근에서 미세한 합금 탄화물이 석출되어 2차 경화가 일어납니다. 잔류 오스테나이트가 냉각 중에 마르텐사이트로 바뀌어 경도가 올라가는 경우도 있습니다.

해설 속의 ‘템퍼링(뜨임)’

‘템퍼링(뜨임)’ 관련 문제(4문제)

  1. 담금질한 강에 템퍼링(뜨임)을 하는 주된 목적은 무엇인가?
  2. 일본 JIS의 강재 기호 'S45C'가 나타내는 것으로 옳은 것은 무엇인가?
  3. 파단면을 주사 전자 현미경으로 관찰했을 때의 특징과 파괴의 종류의 조합으로 옳은 것은 무엇인가?
  4. 절삭 공구에 TiN 등의 경질 피막을 피복한다. 초경합금 공구와 고속도 공구강(하이스) 공구의 피복법 선택으로 적절한 것은 무엇인가?

관련 용어

마르텐사이트 SEM(주사 전자 현미경) 경화능 석출 경화 홀-페치 관계

용어집 목록으로