[기계안전기술사] 문제풀이 2023년 129-1-11 담금질 경도 차이, 질량효과

문제
11) 담금질된 축 단면을 절단하여 경도를 측정해본 결과 축 표면에서 중심부로 갈수록 경도 값이 적게 나오는 현상에 대하여 설명하시오.

답)
1. 질량 효과
강을 담금질할 때, 재료의 표면은 급랭에 의해 담금질이 잘 되는데 반해 재료의 중심부로 갈수록 담금질이 잘 되지 않는다. 따라서, 같은 조성의 강을 같은 방법으로 담금질해도 그 재료의 굵기나 두께가 다르면 냉각속도가 다르게 되므로 담금질 깊이도 달라지게 된다.
이와 같이 강재의 크기, 즉 질량의 차이에 의해서 재료 내외부의 열처리 효과가 생기게 되는 이 현상을 질량효과라고한다. 또한 같은 질량의 재료를 같은 조건에서 담금질하여도 조성이 다르면 담금질 깊이가 다르다. 이때 담금질의 난이성을 강의 담금질성. 즉, 경화증이라고 한다.

2. 질량효과 영향인자
1) 강재를 담금질할 때 경화능과 질량효과는 밀접한 관계가 있음.
2) 경화능은 강재의 담금질 깊이를 좌우하는 장자체의 성능
3) 질량효과는 경화능과 냉각속도의 영향을 받음.
질량효과는 재료의 경화능과 재료의 크기, 형상에 따라 다르게 나타나므로 제품의 담금질
처리 시 고려하여야 할 중요한 설계인자이다.