[기계공학]철의 5대 원소의 물리적 특징 & 특수합금

소개

♡탄소 주기율표 제4B족에 속하는 원소
원소기호 C 원자번호 6
녹는점 3550℃(비결정성) 끓는점 4827℃(비결정성)
원자량 12.011 비중 1.8~2.1(비결정성) 전자배열 1s22s22p2  껍질별 전자수 2,4
밀도(대략실온) (흑연) 2.267 g/cm³ (다이아몬드) 3.513 g/cm³
융해열 (흑연) 100 kJ/mol (다이아몬드) 120 kJ/mol
기화열 355.8 kJ/mol
열용량 (25 °C) (흑연)8.517 J/(mol·K) (25 °C) (다이아몬드)6.115 J/(mol·K)
열전도율 (300 K) (흑연)(119–165) W/(m·K) (300 K) (다이아몬드)(900–2320) W/(m·K) 모스굳기 (흑연) 0.5 (다이아몬드) 10.0

목차

1. 철의 5대 원소의 물리적 특징
철의 5대 원소- 탄소, 규소 , 망간, 황, 인

2. 특수합금의 종류와 특성
특수용 합금강
스테인레스강 (stainless steel)
내열강(heat resisting steel)
스프링강

본문내용

고순도의 철은 연하기 때문에 기계나 건축물의 구조재로 사용하기에는 부적합하다. 여기에 강도를 주기 위해 탄소(C)를 첨가한다. 즉, 목탄, 코크스 등은 철을 단단한 강이나 주철로 변환시킨다.
결국 철강의 성질은 0.01~0.7% 정도 함유되어 있는 탄소(C)의 양에 따라 크게 좌우되는데 탄소의 함유량이 적을수록 연하고 늘어나기 쉬우며 탄소량이 증가할수록 경도와 강도는 증가하지만 탄성력과 신장률은 감소하는 경향을 나타내고 있다.
주철과 대부분의 강은 철과 탄소의 합금이다. 철(Fe)에 0.05~0.3%의 탄소가 함유된 것을 보통강이라고 부른다. 이중에서도 비교적 탄소량이 적은 강은 기계의 구조부분이나 축(軸)에 사용되며, 탄소량이 많은 것은 레일 등에 사용된다.
탄소량 0.7~1.3%의 것은 공구강이라고 하며, 금속가공용의 공구가 이것으로 만들어진다. 공구강은 담금질 열처리가 잘 되기 때문에 쉽게 단단해 진다.
탄소량이 2%이상인 것은 강(降)이라 하지 않고 주철이라고 부른다. 주철에도 여러 종류가 있으나 탄소의 대부분이 흑연의 형태로 포함된 것을 회(색)주철이라 하고 탄소가 철의 화합물(시멘타이트, Fe3C)의 형태로 포함된 것을 백주철이라 한다. 회주철은 대단히 연하며 가공이 쉬우나 백주철은 단단하며 여린 성질을 갖고 있다. 주철의 용도는 매우 다양하다 기계의 받침부분, 엔진 몸체, 수도관 등 많은 것이 주철로 만들어진다. 비교적 저온에서 용해되며 주조가 용이하여 공원의 울타리나 조각에도 사용된다.

참고자료

· 없음