[신소재공학실험]탄소함량의 경도차이 및 금속조직의 관찰

소개글

[신소재공학실험]탄소함량의 경도차이 및 금속조직의 관찰에 관한 실험레포트입니다.
시편 채취,시편 연마, 시편 부식에 관한 실험입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항

본문내용

실험 목적
SM20C, SM45C의 시편으로 탄소 함량에 따른 경도를 측정
본 실험은 주어진 시료를 가지고 광학현미경 시편을 만들어 광학현미경에 의한 조직 관찰법의 개요를 습득한다.

실험 이론 및 원리
철과 강 - 철강의 분류
철광석으로부터 직접 제조하여 나오는 것을 선철 (pig iron) 이라하며, 제강로를 이용하여 pig iron 속의 카본을 2.0% 이하로 줄인 것을 강 (steel) 이라한다. 일반적으로 철강은 철과 탄소가 합금된 것이므로 carbon의 %로 철강을 분류한다.
위의 표에서 탄소강이라 함은 C%만을 포함한 것이고, 탄소 이외의 원소 예를 들면 Mn, Cr, Ni, Mo, W 등을 함유한 것을 특수강이라 한다.
강과 주철을 조직학상으로 분류하면 아공석강 (0.025 - 0.85% C), 공석강 (0.85% C), 과공석강 (0.85 - 2.0% C)로 되어 있고, 주철은 아공정 주철 (2.0 - 4.3% C), 공정 주철 (4.3% C), 과공정 주철 (4.3 - 6.68% C)로 되어 있다.

순철
순철의 성질: 탄소의 함유량이 0 - 0.025% 정도이므로 연하고 전연성이 풍부하여 기계재료로는 거의 쓰이지 않으나 전기 재료로 많이 사용한다.
순철의 변태 : 동소 변태와 자기 변태
① 동소 변태: 순철에는 α, γ, δ철의 3개 동소체가 있는데 910℃ 이하에서는 α철로 bcc, 910 - 1400℃ 사이에서는 γ철로 fcc이며, 1400℃이상에서는 δ철로 bcc이다.
② 자기변태: 강은 강자성체이나 가열하면 자성이 점점 약해져서 768℃ 부근에서는 급격히 상자성체가 된다.
탄소강
단순히 강이라고 하는 것으로 불순물로서 규소, 망간, 인, 황을 함유하지만, 철과 탄소의 합금 중에서 열처리 가 가능한 0.1∼1.5 %의 탄소를 함유한 것을 말한다.
탄소 량 0.9 % 인 곳을 경계로 해서 조직이 변하여 이것보다 저 탄소에서는 페라이트라고 하는 소량의 탄소가 들어 있는 비교적 연한 철의 상 이 있는데 이 사이를 페라이트와 시멘타이트 가 쪽 매널 세공과 같이 잘게 혼합된 상(펄라이트)이 메우고 있다.
탄소량이 증가할수록, 이 펄라이트의 비율이 증가하여 0.9 % 탄소에서 전부 펄라이트가 된다.

참고 자료

금속조직학, 김문일, 보문당, 2007
재료과학, James F. Shackelford, 청문각, 2009
기계금속재료학, 김암수, 기전연구사, 2010
재료강도실헙법, 기범기, 두양사, 2006