황동이 경화되지 않고 단련되는 이유
황동은 구리-아연 합금이며 일반적인 등급에서는 유용한 석출 경화 반응이 없는 이원 구리-아연 시스템입니다. 구조에 따라 이는 구리 함량이 질량 기준으로 대략 62.4%~100%인 단상 알파 황동과 질량 기준으로 대략 56.6%~62.4% 사이인 2상 알파 플러스 베타 황동으로 구분됩니다. 구리에 대한 아연의 용해도는 온도가 떨어지면서 증가합니다. 이것이 바로 알루미늄 합금과 강철에 사용되는 담금질{10}}및{11}}시효 처리가 이에 상응하는 것이 아닌 이유입니다.
예외는 열처리에 반응할 수 있는 알루미늄이 포함된 황동이지만 일반 등급의 경우 가열의 목적은 세 가지입니다. 즉, 냉간 가공된 금속을 연화시켜 추가 인발, 스탬핑 또는 기계 가공이 가능하도록 하고, 입자 크기를 제어하여 반제품의 기계적 특성을 예측 가능하게 유지하며, 사용 중 응력 부식 균열로 이어질 수 있는 잔류 응력을 제거하는 것입니다.
구조와 냉간가공이 속성을 지배하는 방법
단련된 황동 반제품의 기계적 특성과 냉간 성형 거동은 주로 입자 크기에 따라 달라지며 일반 규칙은 간단합니다. 미세한 입자는 더 높은 경도와 강도를 제공합니다. 거친 입자는 더 나은 연성과 더 낮은 항복점을 제공합니다. 냉간 변형은 가공 경화를 통해 경도를 높이고, 낮은 어닐링 온도는 그 경도를 더 많이 유지합니다. 같은 온도에서는 더 오래 담가두면 더 부드러워지고, 같은 담그는 시간에 더 높은 온도에서는 더 부드러워집니다.
아연 함량이 낮은 황동은 약간만 경화되므로 주어진 경도에 도달하려면 더 미세한 입자가 필요합니다. 약 20% 이상의 아연을 함유한 황동은 냉간 변형 후에도 잔류 응력을 유지하며 암모니아나 암모늄염을 함유한 습한 대기에서 또는 수은 및 수은염 용액과 접촉하면 쉽게 균열됩니다. 그 조합은 고전적인 시즌 균열 실패이며 응력 완화 어닐링은 표준 보호입니다.
등급 및 크기별 중간 어닐링 온도
튜브, 로드 및 와이어의 냉간 가공 중에 중간 어닐링은 등급별로 설정되고 유효 단면 크기가 감소함에 따라 감소됩니다. 왜냐하면 얇은 단면이 더 빨리 가열되고 동일한 연화에 도달하기 위해 더 적은 열 입력이 필요하기 때문입니다.
| 등급 | 5mm 이상 | 1~5mm | 0.5~1mm | 0.5mm 이하 |
|---|---|---|---|---|
| H96 | 560~600℃ | 540~580℃ | 500~540℃ | 450~500℃ |
| H90 | 650~700℃ | 620~680℃ | 560~620℃ | 450~560℃ |
| H80 | 650~700℃ | 580~650℃ | 540~600℃ | 500~560℃ |
| H68 | 580~650℃ | 540~600℃ | 500~560℃ | 450~520℃ |
해당 테이블의 모든 행에 두 가지 실용적인 참고 사항이 적용됩니다. 첫째, 높은-아연 2상 등급-은 낮은-아연 단상-등급보다 더 넓은 온도 범위를 견딜 수 있어 빠르게 과열되고 조대화됩니다. 둘째, 대부분의 황동은 어닐링 후 급속 담금질이 필요하지 않습니다. 제어된 용광로 냉각은 정상이며, 열처리에 반응하는 등급에만 특정 냉각 경로가 필요합니다.
최종 어닐링 및 응력 완화 실습
딥 드로잉 및 심한 굽힘을 위한 연질 또는 완전히 어닐링된 템퍼는 재결정 범위의 상부(일반적으로 일반적인 H68 및 H62 등급의 경우 약 550~650C)에서 생성되며, 담금질 시간은 균일한 입자 크기에 도달하도록 선택됩니다.
하프-경질 및 쿼터{1}}경질 템퍼는 마지막 완전 어닐링 후 제어된 최종 냉간 압하 또는 입자 크기를 미세하게 유지하면서 가공 경화의 일부를 제거하는 저온 회복 어닐링을 통해 생성됩니다.
응력 제거 어닐링은 훨씬 낮은 온도(일반적으로 200~300C 범위)에서 1~수 시간 동안 수행되는 별도의 작업입니다. 이는 부품을 연화시키거나 입자 크기를 변경하지 않고 내부 응력을 완화하는 데 충분합니다.
분위기 제어 중요: 전기 및 위생 시장용 튜브 및 와이어의 광휘 어닐링은 환원성 또는 불활성 분위기에서 또는 보호 커버 아래에서 수행됩니다. 왜냐하면 얇은 벽 튜브의 산화물 스케일은 금속도 제거하는 산세척에 의해서만 제거되기 때문입니다.
가열 및 냉각 속도는 두꺼운 막대와 용접된 튜브에서 제어되어야 열 구배로 인해 응력이 다시 발생하거나 치수가 왜곡되지 않습니다.{0}}
포스트-어닐링 속성 점검 및 표준
단련되는 등급의 가공 명칭 및 구성은 GB/T 5231에 의해 설정되며, 성질, 치수 및 기계적 요구 사항을 수정하는 제품 표준에는 스트립용 GB/T 2059, 인발 로드용 GB/T 4423, 튜브용 GB/T 1527, 로드 및 프로파일용 EN 12163 및 EN 12167, 황동 판, 시트 및 스트립용 ASTM B36이 포함됩니다. 어닐링 후 테스트에는 일반적으로 지정된 성질에서의 인장 강도 및 연신율, ISO 6507-1 또는 ISO 6506-1에 따른 Vickers 또는 Brinell 방법에 의한 경도, ASTM E112에 따른 비교 차트 또는 절편 방법을 사용한 입자 크기 결정이 포함됩니다.
완성된 부품의 응력 부식 저항성은 ISO 6957에 따른 암모니아 테스트를 통해 확인할 수 있습니다. 이 테스트는 주로 냉간 성형 피팅과 습하거나 암모니아성 서비스용 구성품에 사용됩니다. 수출 주문의 경우 릴리스 패키지에는 일반적으로 전달된 템퍼에 대한 열 분석, 인장 및 경도 결과, 도면에서 요구하는 입자 크기, 치수 기록 및 EN 10204 유형 3.1에 대한 검사 인증서가 결합되어 있습니다.
제작 과정에서 두 가지 실수가 반복됩니다. 첫 번째는 두꺼운 부분의 얇은 부분을 위해 중간 어닐링 온도를 사용한 다음 코어가 여전히 단단한 이유를 궁금해하는 것입니다. 두 번째는 완성된 부품을 부드럽게 하고 고객이 주문한 성질을 잃을 만큼 높은 온도에서 응력을 완화하는 것입니다. 단일 주택 온도가 아닌 등급 및 측정된 단면 크기에 일정을 연결하면 두 가지 모두를 피할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Q: 황동은 열처리로 경화될 수 있나요?
A: 일반 구리-아연 등급에서는 그렇지 않습니다. 황동은 냉간 가공으로 강화되고 어닐링으로 부드러워집니다. 알루미늄을 함유한 황동 또는 일부 특수 등급만이 열경화 처리에 반응합니다.
Q: 응력 완화 어닐링의 목적은 무엇입니까?
A: 냉간 성형으로 인해 남겨진 잔류 응력을 제거하기 위한 것입니다. 그렇지 않으면 습한 암모니아-함유 대기에서 응력 부식 균열이 발생합니다. 연화소둔보다 훨씬 낮은 온도에서 진행되므로 성질과 결정립의 크기가 변하지 않습니다.
Q: 단면 크기가 감소함에 따라 어닐링 온도가 낮아지는 이유는 무엇입니까?
A: 얇은 부분은 온도에 더 빨리 도달하고 동일한 정도의 연화를 위해 더 적은 열 입력이 필요하기 때문입니다. 얇은 와이어나 스트립의 두꺼운 부분에 의도된 온도를 사용하면 입자가 거칠어지고 연성이 손실됩니다.
Q: 황동을 담금질한 후 물 담금질이 필요합니까?
답변: 일반적으로 그렇지 않습니다. 대부분의 황동은 담금질에 반응하지 않고 빠른 냉각으로 인해 특히 두꺼운 막대와 용접된 튜브에서 새로운 열 응력이 발생할 수 있으므로 용광로의 냉각 제어는 표준 관행입니다.
Q: 어닐링된 특성은 어떻게 확인됩니까?
A: 지정된 성질의 인장 시험, ISO 6507-1 또는 ISO 6506-1에 따른 경도 시험, ASTM E112에 의한 입자 크기 측정, 최종 사용이 습기 또는 암모니아 증기에 노출되는 경우 ISO 6957에 따른 암모니아 응력 부식 시험을 통해 이루어집니다.
Q: 어닐링 온도가 너무 높으면 어떻게 되나요?
A: 입자 조대화. 재료는 정해진 성질 이상으로 부드러워지고, 표면 마감이 악화되며, 얇은 스트립과 튜브의 경우 기계적 특성이 사양보다 낮아지고 후속 드로잉이나 굽힘 동작을 예측할 수 없게 됩니다.
