martensite 강화의 원인

소개

탄소강 중에서 대표적 강화조직인 마르텐사이트가 왜 강화가 되는지 강화원인이 무엇인지에 대한 내용입니다. 말그대로 강화 원인만 조사했기 때문에 분량은 얼마 되지 않습니다.

목차

없음

본문내용

일반적으로 탄소강은 탄소의 함유량과 열처리 온도에 따라 수많은 조직으로 나뉘며 각각의 성질이 모두 다르게 나타난다. 탄소강은 상온에서 페라이트조직이고 원자의 배열상태는 BCC 구조이다. 하지만 특정온도 이상이 되면 원자 배열상태는 FCC 상태로 변하고, 그 상태에서 온도를 더 올리면 다시 BCC상태로 변하게 되는데 이러한 변화를 동소변태라하고 원자 배열상태가 FCC 구조로 배열된 것을 오스테나이트라고 한다. 마르텐사이트 조직은 바로 오스테나이트 조직 상태의 철을 임계 냉각속도 이상으로 급냉(quenching)하게 되면 나타난다.
오스테나이트를 급냉 하게 되면 내부에 안정적으로 자리 하던 탄소원자가 확산해서 이동할 수 있는 시간적 여유가 없어진다. 때문에 확산하지 못한 탄소원자는 대부분 α철 내에 고용상태로 남아 있게 된다. 즉 페라이트의 BCC격자 구조의 C축에 탄소가 억지로 고용 (즉 과포화 고용상태) 탄소가 끼어 있는 상태가 되어 격자간의 간격이 멀어진 BCT 구조가 된다.
그러나 탄소원자가 차지할 수 있는 격자의 틈새 자리의 크기는 γ철(0.51Å)에서보다는 α철(0.35Å)에서 더 작기 때문에 격자가 팽창될 수밖에 없으며 이때 격자 내부에 탄소원자로 인해 나타나는 응력과 억지로 끼워져 있는 상태의 탄소가 철원자의 이동을 방해하게 된다. 따라서 철원자의 이동이 어렵게 되고 가공시 변형이 잘 일어나지 않게 된다. 어떤 힘에 의해 재료가 변형되지 않는다는 것은 경화 강화되었다는 의미이므로 탄소가 철원자의 격자 틈에 끼어 있는 상태는 경화 ․ 강화된 상태가 되는 것이다.

참고자료

· 간추린 금속재료 -저자 이승평-