열처리 공정별 잔류응력 측정 및 분석

안녕하세요 잔류응력측정 전문 업체 씨앤디테크입니다.

SINT사 한국대리점인 씨앤디테크는 ASTM E837 국제 규격의 홀 드릴링 잔류응력측정 시스템를 국내외 판매하거나 대형구조물 현장 출장 측정은 물론, 제품(시편)을 당사로 보내주시면 잔류응력을 측정하여 드리고 있습니다.  측정의뢰 하는 고객사 중 많은 업체가 열처리 Quenching 및 Tempering 조건에 따른 잔류응력 (residual stress) 분포 변화에 대해 측정 의뢰를 하고 있습니다. 

열처리 공정별 잔류응력 분석

 

이와 관련하여 ASTM E837 표준 규격에 따라 정밀하게 측정하고 해석한 사례에 대해 소개해 드립니다.

 

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1. 열처리 부품, 왜 잔류응력을 측정해야 할까?

◆ 잔류응력을 방치할 경우 발생하는 치명적 문제

• 후가공 중 기계적 밸런스가 무너지며 발생하는 치수 변형(Distortion)
• 사용 중 피로 하중과 결합하여 발생하는 크랙(Crack) 및 파손
• 내식성 저하 및 응력 부식 균열(SCC) 발생

따라서 여러 열처리 조건(가열 온도, 유지 시간, 냉각 속도 등)을 비교 평가하여 가장 안전하고 경제적인 조건을 도출하기 위해서는 잔류응력의 정량적인 측정이 반드시 필요합니다.

 

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2. 국제 표준 ASTM E837 기반 홀 드릴링(Hole-Drilling) 측정법

 

◆ 측정 방법

• 금속 표면에 특수 제작된 잔류응력 전용 스트레인게이지를 부착한 후,

초정밀 스테핑 모터 제어로 최소 1µm 단위로 1mm 깊이를 세분화하여 드릴링하며 측정을 합니다.

이때 소재의 방출되는 소재의 잔류응력을 스트레인 (변형률)로 측정하여 잔류응력을 분석 하는 방식입니다.

• 특장점: 대상물의 깊이별(Depth-profile) 잔류응력 분포를 파악할 수 있어 표면 처리 및 열처리 효과를 분석하는 데 매우 탁월합니다.

 

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3. 실제 측정 사례: 온도 조건별 잔류응력 분포 해석

 

 

본 측정 사례는 사전 기술 상담을 거친 후, 고객사에서 조건별로 열처리가 완료된 시편들을 당사로 직접 보내주셔서 사내 측정실에서 정밀 계측을 진행하였습니다. 

각 열처리 조건별 시편에 로젯 스트레인게이지를 부착하고 잔류응력을 측정하였으며 취득된 데이터를 바탕으로 공정별 깊이에 따른 잔류응력 분포를 비교 분석하였으며, 템퍼링 조건에 따른 응력 분포를 수치화하여 고객사에 명확한 결과 리포트(Report)를 제공해 드렸습니다.

 

 

 

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열처리, 용접, 단조, 주조, 표면처리(쇼트피닝 등) 등 기계 부품의 제조 공정에서 발생하는 잔류응력은 제품의 수명과 직결되는 핵심 품질 지표입니다.

씨앤디테크는 오랜 현장 노하우와 하이엔드 장비 운용 능력을 바탕으로, ASTM E837 규격에 입각한 가장 정확하고 신뢰성 있는 잔류응력 계측 솔루션을 제공합니다. 단일 시편 분석(사내 랩 측정)부터 양산 라인의 품질 검증, 대형 구조물 현장 출장 계측까지 전천후로 지원해 드리고 있으니, 잔류응력 분석과 관련하여 궁금한 점이 있으시다면 언제든 편하게 문의해 주시기 바랍니다.

 

 

 

[계측 용역 및 시스템 도입 문의]

• 씨앤디테크 
• 전화: 031-680-1225
• 이메일: wgjeon@cndtec.co.kr