중앙대학교 고체재료실험 기초 열처리 실험(Fundamental heat treatment test) 예비 레포트

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목차

1. 철의 제조과정을 간략하게 설명하시오.
2. 평형 냉각과 비평형 냉각의 차이점과 특징에 대하여 조사하시오.
3. 소성가공(냉간가공)이 금속의 강도(strength)에 미치는 영향을 조사하시오.
4. 보통 탄소강(plain carbon steel)과 주철(cast iron)의 차이점을 설명하시오.
5. Fe-Fe3C 상태도가 어떻게 구성되었는지 상태도를 그리고 간략하게 설명하시오.
6. 대표적인 열처리 4가지 이상에 대하여 방법과 목적, 그리고 사용 예를 설명하시오.
7. Reference

본문내용

철을 제련하고, 제품까지 만드는 과정에선 크게 제선공정, 제강공정, 압연공정의 3가지로 나타난다.
먼저, 제선공정은 철광석을 녹여서 용선(쇳물)을 만드는 공정을 말한다. 즉, 쇳물을 생산하는 기초공정이다. 철광석과 유연탄과 코크스를 고로(용광로)에 넣은 뒤, 1,200‘C의 열풍을 불어 넣는다. 이 때, 원료탄이 타면서 나오는 열에 의해 철광석이 녹아 쇳물이 된다. 원료탄이 연소되며 발생하는 일산화탄소(CO)가 철광석과 환원반응을 일으키면서 쇳물이 만들어진다. 고로에 들어간 철광석이 용선(쇳물)이 되어 나오기까지는 5~6시간이 소요되고, 용선의 온도는 약 1,500’C까지 올라간다. 제선공정 후의 용선에는 탄소나 유황과 같은 불순물도 포함되어 있다.
다음으로 제강공정은 고로에서 나온 용선에 원료와 산소를 넣어 불순물을 제거하고, 원하는 성질의 용강을 얻기 위한 공정이다. 고로에서 생산된 용선은 탄소함유량이 많고 인, 유황과 같은 불순물로 인해 주조성이 좋으나 가단성이 없고, 인성이 부족해 주물 외의 용도로는 적절하지 않다. 제강공정은 용선을 전로에 넣어, 용선중의 탄소를 제거하는 것으로 시작된다. 다음으로 정련과정에서 용선의 산소, 수소를 제거하고 성분을 조정하게 된다. 그리고 주조과정에서 요구 조건에 맞게 Slab, Bloom, Billet과 같은 반제품을 생산하는 것으로 제강공정이 끝난다. 위의 과정을 거쳐 불순물이 제거된 순수한 철을 용강이라고 한다.
마지막으로 압연공정은 금속의 소성을 이용하여 고온이나 상온의 금속재료를 회전하는 두 롤 사이를 통과시켜 판, 봉, 관의 형태로 가공하는 공정을 말한다. 압연과정에서 재결정 온도보다 높은 온도에서 압연하는 것을 열간압연이라고 하고, 재결정 온도보다 낮은 온도에서 압연하는 것을 냉간압연이라고 한다. 열간압연은 1100~1300‘C까지 가열 한 후 슬래브를 원하는 두께와 폭으로 압연하는 공정이다.

참고 자료

재료과학과 공학, William D. Callister 저
http://www.posco.co.kr/homepage/docs/kor5/jsp/s91a0000001i.jsp
파인블랭킹금형, 柳炳烈 編譯 저