금속소재에 대한 이해

소개

금속소재에 대한 여러 문제를 다룬 Report 입니다.

목차

1. 회주철의 흑연 미세화, 그리고 구상흑연주철의 흑연구상화를 위한 목적으로 사용되는 각각의 공업적인 첨가제의 종류와 그 이유를 설명하시오.

2. 첨가제의 사용시 fading 현상이란 무엇이며, 또한 합금의 조성(공정조성 또는 화학양론적 조성)에 따라 첨가효과는 일반적으로 어떻게 다르게 나타나는지 답하시오.

3. 흑연의 형태와 관련, 구상흑연이 편상흑연 보다 또한 미세화 될수록 기계적 성질이 개선되는 이유를 crack의 형상과 관련한 brittle fracture의 수식을 이용하여 설명하시오.

본문내용

1. 회주철의 흑연 미세화, 그리고 구상흑연주철의 흑연구상화를 위한 목적으로 사용되는 각각의 공업적인 첨가제의 종류와 그 이유를 설명하시오.
- 회주철 : 2.5~4.0, 1.0~3.0Si.
회주철의 주요 합금원소는 C와 Si이며 미세조직에 미치는 영향도 가장 크다. 그러나 모든 다른 원소도 어느 정도 미세조직에 영향을 미친다. Si는 강한 흑연 안정화제이며 회주철에서 단독으로 흑연화를 촉진하는 가장 중요한 성분이다. C와 Si는 둘 다 회주철에서 흑연형성을 촉진시키며 따라서 이 원소의 함량이 증가할수록 백주철보다 회주철을 만들기 쉽게 된다. 만일 C와 Si 함량이 임계수준보다 낮아지면 백주철이 생기게 된다.
회주철의 C는 흑연 또는 탄화철의 형태로 존재한다. 흑연화가 끝나면 회주철은 페라이트 소지에 편상흑연이 존재하게 된다. 그러나 만일 0.5~0.8%의 C가 Fe3C 형태로 결합되면 주철의 소지는 펄라이트로 된다.
회주철의 Si함량은 1.0~3.5wt% 범위이다. Fe-C-Si 합금의 Si함량이 증가하면 공정조성은 왼쪽으로 옮겨간다.

- 구상흑연주철 : 3.0~4.0%C 및 1.8~2.8% Si를 함유한 주철용탕에 소량의 Mg(약 0.1%)을 첨가한다. Mg은 용탕의 탈산제 및 탈황제 역할을 한다. 만일 황 및 산소가 응고 도중 흑연 융철계면에 흡수되면 회주철에서 생기는 것과 같은 편상 흑연이 생기게 된다. 유연주철의 구상흑연을 만들기 위해서는 융철 중의 황 및 산소와 같은 불순물을 제거하여야 한다. 불순물이 없을 때 흑연은 정상적으로 구상으로 성장하게 된다. 구상을 만들기 위해서는 경계면은 불안정한 상태에 있고 기저면이 성장하여야 한다. 황 및 산소와 같은 불순물이 흡수되어 있으면 기저면에 들어가 성장을 방해하여 기저면과 용철의 계면을 안정시킨다. 그러면 결과적으로 구상흑연 대신 편상흑연이 형성하게 된다.

참고자료

· 없음