열처리에서 과도한 잔류 스트레스 예방 및 통제: 다중 프로세스 협업 스트레스 완화

2026-02-28

열처리 시 과도한 잔류 응력의 예방 및 제어: 다중 공정 협업 응력 완화

과도한 잔류 응력은 후속 가공 시 공작물의 변형 및 사용 중 균열의 중요한 원인입니다. 특히 후육강 부품 및 복잡한 구조 부품의 열처리 후 최대 잔류 응력은 500MPa를 초과할 수 있으며, 이는 제품의 치수 안정성에 심각한 영향을 미칩니다. 핵심 원인은 가열 및 냉각 중 불균일한 온도 구배와 일관되지 않은 상변태 부피 변화로 인해 적시에 응력 완화가 이루어지지 못하는 것입니다.

체계적인 예방 및 제어 솔루션은 다음과 같습니다:

분할 가열 공정을 채택하여 전통적인 단일 단계 가열을 "상온 → 300℃ (2시간 유지) → 목표 온도 (유지)" 모드로 변경하여 온도 구배로 인한 열 응력을 줄입니다.
템퍼링 공정 최적화: 담금질 후 2시간 이내에 적시에 템퍼링을 수행합니다. 템퍼링 온도는 재료 특성에 따라 설정하며 (중탄소강의 경우 550-600℃ 권장, 합금강의 경우 600-650℃ 권장), 유지 시간을 4-6시간으로 연장하여 원자 확산을 통해 잔류 응력을 완화합니다.
보조 응력 완화 기술 도입: 고정밀 공작물의 경우 진동 응력 완화 (진동 주파수 20-100Hz, 진폭 0.1-0.5mm)를 채택하거나, 심층 극저온 처리 ( -80℃ ~ -120℃에서 2-4시간 유지)를 채택하여 잔류 응력 완화율을 80% 이상으로 높일 수 있습니다.

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