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불량 트러블슈팅

담금질 균열

담금질 후 나타나는 날카롭고 산화 없는 균열: 자분·침투 탐상과 단면 관찰로 담금질 균열을 단조 겹침이나 수소 균열과 구분하는 방법, 그리고 담금질·뜨임 관리점.

담금질 균열
불량 구분열처리
관련 서비스열처리
검토일

자주 인용되는 규격

ISO 9934-1ASTM E1444ISO 3452-1ASTM E165ISO 898-1

현상

담금질 후 직선 또는 약간 굽은 균열이 나타납니다 — 머리 아래, 몸통, 머리 리세스, 나사 골, 너트 모서리의 방사상 균열 등. 입이 벌어지고 끝이 날카로우며, 도금 후에는 액이 배어 나오는 검은 선으로 보이는 경우가 많습니다. 타격음이 둔해지기도 하고, 불량 로트에서는 여러 개가 같은 기하학적 위치에서 갈라집니다.

확인 방법

ISO 9934-1 / ASTM E1444 자분탐상 또는 ISO 3452-1 / ASTM E165 침투탐상으로 균열을 검출하고, 단면 관찰로 기구를 특정합니다. 진짜 담금질 균열은 표면에서 내부로, 구오스테나이트 결정립계를 따라 진행하며 분기하지 않고, 균열 측면에 산화층도 탈탄층도 없습니다(부품이 노를 나온 뒤에 벌어졌기 때문). 단조 겹침은 끝이 둥글고 측면이 산화·탈탄되어 있습니다. 수소 균열은 담금질 후가 아니라 도금 후에 나타납니다. 균열 주변의 조직과 경도도 함께 확인합니다 — 뜨임되지 않은 마르텐사이트가 전형적인 동반 특징입니다.

관련 계산 도구: 강종별 경도 참조표

근본 원인 — 빈도 높은 순

  1. 1담금질 강도가 강종에 맞지 않음 — 유냉으로 충분한 합금강·고탄소강에 수냉이나 염수를 사용.
  2. 2뜨임 지연 또는 누락: 뜨임하지 않은 마르텐사이트는 하룻밤만 두어도 스스로 갈라지므로, 뜨임은 담금질 직후여야 합니다.
  3. 3오스테나이트화 온도가 높거나 시간이 김 — 결정립이 조대화되고 Ms가 낮아져 변태 응력이 더 취성인 조직에 가해집니다.
  4. 4형상과 응력 집중 — 날카로운 필렛, 모따기 없는 리세스 모서리, 급격한 단면 변화, 깊은 금형 자국, 고응력부 각인.
  5. 5허용 범위 상한의 탄소량·경화능 — 지난달 문제없던 동일 사이클에서도 균열 위험이 크게 올라갑니다.
  6. 6담금질조 투입이 불균일: 부품끼리 겹침, 교반 불균일, 담금질유 과열·수분 혼입·오염에 의한 국부 냉각속도 차이.

재발을 막는 공정 관리

  • 담금질 매체와 교반을 강종·단면에 맞추고 유 상태(온도·수분·오염)를 관리합니다 — 모두 냉각 곡선을 바꿉니다.
  • 담금질 직후 뜨임하고, “담금질~뜨임” 간격을 상한이 있는 관리 파라미터로 기록합니다.
  • 오스테나이트화 온도와 시간은 단면이 필요로 하는 최소로 합니다. 소형 체결부품에 긴 유지는 거의 불필요합니다.
  • 균열이 반복되는 부위는 형상을 고칩니다 — 필렛 R 부여, 리세스 버 제거, 각인 위치를 고응력부에서 이동.
  • 바스켓은 부품이 겹치거나 서로 가리지 않게 적재하고, 로트 간 적재 밀도를 일정하게 유지합니다.
  • 균열에 민감한 강종은 초품과 각 로트 발췌를 자분·침투로 확인합니다(고객이 찾아낼 때까지 기다리지 않습니다).

진단을 위해 보내주실 것

  • 발견 당시 상태 그대로 세척하지 않은 균열품. 도금되었다면 같은 로트의 미도금품도 함께.
  • 강종, 도면, 부품에서의 정확한 균열 위치 — 표시한 사진이면 충분합니다.
  • 열처리 경로: 오스테나이트화 온도와 시간, 담금질 매체와 그 온도, 뜨임까지의 간격.
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엔지니어가 자주 묻는 질문

담금질 균열은 보수할 수 있습니까?+

없습니다. 담금질된 재료를 관통한 분리이며 뜨임이나 도금으로 메워지지 않습니다. 자분 또는 침투 탐상으로 로트를 선별하고 균열품은 폐기해야 합니다.

왜 도금 후에야 균열이 보였습니까?+

도금은 원인이 아니라 가시화입니다. 산세가 균열을 벌리고 측면을 씻어내며, 광택 피막이 선을 도드라지게 합니다. 단면으로 결론이 납니다 — 담금질 균열은 측면에 산화가 없고 도금 전부터 존재하며, 수소 균열은 입계이고 도금 후 수 시간~수 일에 나타납니다.

어떤 체결부품이 잘 갈라집니까?+

날카로운 내부 모서리를 가진 고탄소·고경화능 부품입니다. 깊은 리세스의 소켓나사, 얇은 벽 너트, 스프링 부품. 패턴은 거의 항상 “형상 + 강종에 비해 빠른 담금질”입니다.

공개된 규격과 일반적인 체결부품 야금학에 근거한 설명입니다. 제시된 값은 부품·재질·적용 사양에 따라 달라지는 대표 범위이며, 고객 도면과 적용 규격이 항상 우선합니다. 본 페이지는 실제 부품의 파손 분석을 대체하지 않습니다.

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