STS 304, S45C, AZ91HP의 미세조직 관찰 실험

문서 내 토픽

1. 스테인리스강(STS 304)

STS 304는 Fe-base에 18Cr-8Ni 성분의 오스테나이트계 스테인리스강입니다. 크롬 12% 이상 함유로 표면에 Cr2O2 피막이 형성되어 우수한 내식성을 가집니다. 상온에서 등축 오스테나이트 결정립 조직을 나타내며, 결정립계에 M23C6형 탄화물이 석출됩니다. 내식성, 내열성, 저온강도가 우수하고 열처리로 경화되지 않으며 자성이 없습니다. 주방기구, 화학설비, 배관, 전자제품 등 다양한 분야에 광범위하게 사용됩니다.
2. 탄소강(S45C)

S45C는 Fe-base에 0.45% 탄소를 함유한 아공석강으로, 페라이트와 펄라이트 조직으로 구성됩니다. 침탄강의 일종으로 830°C 이상에서 마르텐사이트 조직으로 변태되어 HRC 60 이상의 높은 강도를 얻을 수 있습니다. 질소 분위기에서 침탄 후 급냉하고 템퍼링 처리를 통해 경도를 조절합니다. 커플링, 연결봉, 축, 프레스형 등 기계부품에 널리 사용되며, 열처리를 통해 기계적 성질을 향상시킬 수 있습니다.
3. 마그네슘합금(AZ91HP)

AZ91HP는 9%Al-1%Zn 조성의 마그네슘합금으로, 비중 1.79~1.81로 알루미늄합금보다 35% 이상 가볍습니다. 결정립계에서 Mg17Al12 라멜라 석출상이 형성되는 특징이 있습니다. 경량성, 우수한 방열성, 높은 재생성, 치수안정성, 우수한 절삭성, 진동감쇠능 등의 장점을 가집니다. 노트북, 휴대폰 케이스, 자동차 부품, 항공우주 분야 등에 광범위하게 응용되고 있습니다.
4. 금속 미세조직 관찰 기법

금속 미세조직 관찰은 시편채취, 마운팅, 그라인딩, 폴리싱, 엣칭, 현미경 관찰의 단계를 거칩니다. 그라인딩에서는 #60~#2000 사포를 순서대로 사용하여 표면을 평평하게 만들고, 폴리싱에서는 알루미나 현탁액으로 미세 스크래치를 제거합니다. 엣칭은 화학적 부식을 통해 조직을 구분하며, 광학현미경으로 결정립, 결정립계, 석출상 등을 관찰합니다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 스테인리스강(STS 304)

스테인리스강 STS 304는 산업 전반에서 가장 널리 사용되는 오스테나이트계 스테인리스강입니다. 우수한 내식성과 우수한 가공성으로 인해 주방용품, 화학 장비, 의료기기 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 특히 크롬과 니켈의 함유로 인한 뛰어난 부식 저항성은 해양 환경이나 산성 환경에서도 안정적인 성능을 제공합니다. 다만 높은 재료비와 가공 시 경화 현상으로 인한 어려움이 있으며, 염화물 환경에서는 공식 위험이 존재합니다. 전반적으로 내구성과 미관성을 요구하는 응용분야에서 매우 우수한 선택지이며, 지속적인 기술 개선을 통해 더욱 향상된 특성의 변종들이 개발되고 있습니다.
2. 탄소강(S45C)

탄소강 S45C는 중탄소강으로서 기계 부품 제조에 가장 광범위하게 사용되는 재료입니다. 적절한 강도와 인성의 조합으로 샤프트, 기어, 볼트 등 다양한 기계 부품에 적합합니다. 열처리를 통해 경도와 강도를 조절할 수 있어 설계 자유도가 높으며, 상대적으로 저렴한 가격으로 경제성이 우수합니다. 그러나 내식성이 낮아 표면 처리가 필수적이며, 용접성이 제한적이고 담금질 시 취성 증가의 위험이 있습니다. 정밀한 열처리 공정 관리가 필요하지만, 비용 대비 성능이 우수하여 산업 현장에서 가장 신뢰할 수 있는 재료 중 하나입니다.
3. 마그네슘합금(AZ91HP)

마그네슘합금 AZ91HP는 경량 구조 재료로서 높은 비강도(강도 대비 무게)를 제공하는 우수한 특성을 가집니다. 자동차 엔진 부품, 항공기 구조재, 휴대용 전자기기 등 경량화가 중요한 분야에서 활용됩니다. 알루미늄 합금 대비 약 35% 가벼우면서도 우수한 진동 감쇠 특성을 보유합니다. 다만 낮은 내식성으로 인해 표면 처리가 필수적이며, 높은 온도에서 강도 저하가 발생하고 가공성이 제한적입니다. 또한 화학적 활성도가 높아 취급 시 주의가 필요합니다. 향후 환경 규제 강화에 따른 경량화 요구가 증가하면서 개선된 합금 개발과 함께 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.
4. 금속 미세조직 관찰 기법

금속 미세조직 관찰 기법은 재료의 물성을 이해하고 품질을 평가하는 핵심 기술입니다. 광학현미경, 주사전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM) 등 다양한 기법이 있으며, 각각 다른 배율과 분석 능력을 제공합니다. 미세조직 분석을 통해 결정립 크기, 상의 분포, 결함 등을 파악하여 재료의 강도, 인성, 피로 특성 등을 예측할 수 있습니다. 현대에는 이미지 분석 소프트웨어와 결합되어 정량적 분석이 가능해졌습니다. 다만 시료 준비 과정이 복잡하고 비용이 높으며, 전문 인력이 필요합니다. 재료 개발과 품질 관리에 필수적인 기술로서, 지속적인 기술 발전으로 더욱 정밀하고 빠른 분석이 가능해지고 있습니다.