철강의 조직 변태와 기계적 특성 분석

본 내용은 " 신소재프로젝트2 금속 조직변태 A+ 예비레포트 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2024.02.13

문서 내 토픽

• 1. 순철의 성질과 변태

  순철은 탄소 함유량이 0-0.025% 정도로 연하고 전연성이 풍부하여 기계재료로는 거의 사용되지 않지만 전기 재료로 많이 사용된다. 순철에는 α, γ, δ철의 3개 동소체가 있으며, 온도에 따라 결정구조가 변화한다. 또한 강자성체인 순철은 가열하면 자성이 점점 약해져서 768°C 부근에서 급격히 상자성체가 된다.

• 2. 탄소강의 성질

  탄소강은 순철에 가까운 ferrite와 cementite가 혼합된 것으로, 탄소량이 증가할수록 비중, 열팽창계수, 열전도율은 감소하지만 비열, 전기 저항, 항자력은 증가한다. 기계적 성질은 탄소함유량에 따라 변화하며, 아공석강에서는 탄소량에 비례하여 인장강도, 경도, 항복점 등이 증가하고, 공석강에서는 인장강도가 최대가 되며, 과공석강에서는 cementite가 망상으로 나타나 인장강도는 감소하지만 경도는 증가한다.

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• 1. 순철의 성질과 변태

  순철은 순수한 철 금속으로, 다른 합금 원소가 포함되어 있지 않은 상태입니다. 순철의 주요 특성은 다음과 같습니다. 첫째, 순철은 연성과 전성이 매우 뛰어나 쉽게 가공할 수 있습니다. 둘째, 순철은 자기적 성질이 강해 자기장에 쉽게 영향을 받습니다. 셋째, 순철은 내식성이 약해 공기 중에서 쉽게 산화되어 녹이 슬게 됩니다. 넷째, 순철은 강도가 약해 실용적인 용도로 사용하기에는 부족합니다. 순철은 온도 변화에 따라 결정 구조가 변화하는 특성이 있는데, 이를 변태라고 합니다. 상온에서 안정한 페라이트 결정 구조가 온도가 올라감에 따라 오스테나이트 결정 구조로 변화하고, 다시 냉각되면 마르텐사이트 결정 구조로 변화합니다. 이러한 변태 현상은 순철의 기계적 성질과 자기적 성질에 큰 영향을 미치므로 중요하게 다루어집니다.

• 2. 탄소강의 성질

  탄소강은 철에 탄소가 소량 첨가된 합금강으로, 순철에 비해 기계적 성질이 크게 향상됩니다. 탄소강의 주요 특성은 다음과 같습니다. 첫째, 탄소강은 순철에 비해 강도와 경도가 높습니다. 탄소 함량이 증가할수록 강도와 경도가 높아지는데, 이는 탄소가 철 결정 구조 내에 고용되어 강화 효과를 발휘하기 때문입니다. 둘째, 탄소강은 열처리에 의해 다양한 기계적 성질을 얻을 수 있습니다. 열처리 공정에 따라 연성, 경도, 인성 등의 특성을 조절할 수 있어 용도에 맞는 최적의 성질을 구현할 수 있습니다. 셋째, 탄소강은 내식성이 순철보다 우수합니다. 하지만 탄소 함량이 증가할수록 내식성은 다소 감소하는 경향이 있습니다. 넷째, 탄소강은 자기적 성질이 순철보다 약합니다. 이는 탄소 첨가로 인해 철 결정 구조가 변화하기 때문입니다. 이처럼 탄소강은 순철에 비해 기계적 성질이 크게 향상되어 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다.