[재료공학]금속의 미세조직 관찰

소개

금속의 미세조직에 관한 설명과 미세조직에 따른 전처리과정, 각종열처리의 설명,
그에 따른 미세조직의 관찰에 끼치는 영향 등을 수록

목차

1. 시험목적
2. 이론
(1) 금속의 미세조직
(2) 강의 열처리
1) annealing
2) quenching
3) tempering
3. 시편 제작 과정
- sectioning
- mounting
- grinding
- polishing
- etching
4. 과제

본문내용

1. 시험목적
구조용 강으로 많이 사용되는 탄소강의 미세구조를 금속현미경으로 관찰하여 미세조직의 특징 및 결정입자의 크기, 형상 등을 식별하고 재료에 대한 열처리가 재료의 미세구조 에 미치는 영향을 관찰한다.

2. 이론
(1) 금속의 미세조직
금속의 결정구조는 극히 미시적인 단위이므로 현미경을 통해서는 볼 수 없고 X-선 회절을 통해서 그 형태를 확인할 수 있을 뿐이다. 그러나 금속의 한 면을 polishing하여 etching시키면 조직을 관찰할 수 있다. 이 조직을 보면 무수히 많은 작은 입자들이 모여서 금속을 이루고 있다는 것을 알 수 있다. 이 개개의 입자를 결정립(grain)이라 하고, 결정립 간의 경계를 결정립계(grain boundary)라고 부른다. 이 결정립 형성과정의 초기단계에서는 소위 “결정핵"의 형성이 있게 되는데 액체의 온도가 응고점에 도달하자마자 용액의 일부에서는 이 결정핵이 형성되기 시작한다. 형성된 결정핵이 성장하면서 용해잠열이 방출되고, 이 열이 외부로 전달되면서 결정핵은 결국 인접한 결정과 부딪칠 때까지 계속 성장한다. 이렇게 생성된 결정립계 부위에서는 원자배열의 불규칙도가 크며, 이 때의 불규칙도는 응고가 진행됨에 따라 잔류 용액에 농축되는 용질원소가 많아질수록 더욱 커진다. 결정립계가 흔히 내부식성이 가장 약한 이유는 바로 이러한 원자의 불규칙배열에 의한 것이다. 따라서 결정립계는 금속재료 분야에서 하나의 결함(면결함)으로 분류되지만 기계적 성질에는 매우 큰 영향을 미친다.
결정립 크기는 금속의 종류, 불순물 등에 의해서 영향을 받는다. 통상 탄소가 소량 함유된 저탄소강의 결정립이 고탄소강의 그것보다 훨씬 미세하다. 또한 결정립 크기는 냉각속도에도 관계하는데, 일반적으로 냉각속도가 클수록 결정립은 미세해진다. 이러한 결정립의 크기에 따라 기계적 성질에 많은 영향을 주는데, 항복응력과 결정립 크기와의 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립된다.

참고자료

· 재료과학과 공학 6판, 칼리스터저