강의 잔류응력의 원인과 응력완화 열처리

1.잔류응력의 원인

잔류응력의 원인은 다양합니다. 잉곳에서 부터 최종 제품의 형태까지, 제철하는 동안 여러 이유를 통해 잔류응력이 발생합니다.
먼저 잔류응력이란 압연, 주조, 단조, 전단 굽힘, 인발 등 기계 가공을 통해 재료가 열적, 기계적 힘(응력)을 받게 되면서 재료 내부에 남게되는 응력을 의미합니다.

1) 용접으로 인한 잔류응력

2) 연삭으로 인한 잔류응력

3) 태양복사열로 인한 잔류응력

2. 응력완화 열처리(응력제거풀림)

재료의 잔류응력을 완화하기 위해 열처리를 할때에 강재별로 다른 온도와 시간 조건이 필요합니다.

예를 들어, 크롬이 포함된 고합금강과 같은 경우 일반적인 저합금강에 비해 더 높은 온도가 필요합니다.
저합금 페라이트강의 일반적인 응력완화 온도는 595~675℃이며 고합금강의 경우는 900~1065℃ 입니다.

오스테나이트계 스테인리스강과 같은 고합금강의 경우 때때로 400℃ 정도의 낮은 온도에서 응력완화 열처리를 할때도 있지만 480~925℃ 범위 내에서 열처리를 해야 잔류응력을 크게 줄일 수 있습니다.

구리합금의 경우 일반적으로 200~400℃ 범위의 상대적으로 낮은 온도에서 응력완화 열처리를 수행합니다.

잔류응력을 제거하게 되면 취성이 낮아지고 인성이 높아집니다.

3. 주의 사항

일반적으로 잔류응력을 효과적으로 완화하려면 항복강도에 가까워지는 온도(재결정온도: A1변태점 이하)까지 재료를 가열해야 하며 완화된 잔류응력을 유지하기 위해서는
열처리 후 재료 전체에 균일한 냉각이 필수가 되어야합니다.