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기계기술사57

취성 (청열취성, 적열취성, 뜨임취성, 저온취성, 상온취성) 1. 청열취성   철은 200~300'c에서 상온일때 보다 인장강도와 경도는 크고 인성이 저하하는 특성을 갖는다. 탄소강 중의 인(P)이 Fe과 결합하여 인화철(Fe3P)을 만들어 입자를 조대화시키고 결정립계에 편석되므로 연신율을 감소시키고 충격치가 낮아지는 청열취성의 원인이 된다. 이때 강의 표면이 청색의 산화막으로 푸르게 보인다. 2. 적열취성   강속의 황(S)의 영향으로 일반적으로 망간(Mn)과 결합하여 황화망간(MnS)이 되어 존재하지만, S의 함유량이 과잉할 때 또는 Mn의 함유량이 부족할때 황은 철과 결합하여 황화철(FeS)을 형성하는데 황화철은 결정립계에 그물모양으로 석출되어 매우 취약하고 낮은 온도에서는 고체상태로 존재하다가 쇠가 빨갛게 될 정도로 가열되면 녹아서 아래 그림 (b)와 같이.. 2024. 1. 14.
2성분계 상태도#7 (아공석강/과공석강의 상태변화, 탄소강의 기계적 성질) 1. 아공석강의 상태변화 (아공석강을 오스테나이트 상태로 가열후 천천히 냉각하면서 일어나는 변화) 아래 그래프에서 0.2%인 오스테나이트를 천천히 냉각하며 a점에 도달하면 ㉯ 농도의 α고용체가 석출하기 시작한다. b점에 도달하면 ㉰농도의 α고용체와 ①농도의 γ고용체가 b-①:b-㉰의 비율로 존재한다. C점에 도달하는 순간 α고용체의 농도는 0.025%이고, γ고용체의 농도는 0.8%가 된다. 따라서 c-(라)만큼의 γ고용체가 공석강으로 변해 펄라이트로 변한다. 따라서 아래 그림에서의 변화와 같이 처음에는 α고용체가 생기고 c점에 도달하는 순간 그림 (d)처럼 일부 조직은 펄라이트로 존재하게 된다. 723'c이하는 α고용체의 영역이 너무 작아서 거의 무시한다. 탄소량이 0.5%인 탄소강을 냉각한다고 생각하.. 2024. 1. 14.
2성분계 상태도#6 (공석강, 펄라이트, 탄소강의 상변화) 1. 개요 : Fe-C 상태도에서 고온 부분은 실제로 거의 사용하지 않고, 자주 사용하는 부분은 위 그림과 같다. 즉 탄소량이 2.0%를 기준으로 탄소량이 2.0%이하인 합금을 강(Steel)이라 하고 이상이면 주철(Cast Iron)이라 한다. 탄소강도 0.8%를 기준으로 이하는 아공석강, 0.8%는 공석강, 그 이상은 과공석강이라 한다.  2. 탄소강의 상태변화 (공석강을 높은 온도에서 천천히 냉각시킬 때의 변화)   공석강(0.8%C)을 723'c 이상의 높은 온도로 가열하면 오스테나이트(γ고용체)로 된다. 오스테나이트는 면심입방격자 구조(FCC)이므로 많은 양의 탄소를 고용할 수 있다. 그러므로 0.8%C가 오스테나이트 안에 충분히 고용되어 있다. 이런 상태의 오스테나이트를 천천히 냉각하면 723.. 2024. 1. 14.
2성분계 상태도#5 (Fe-C 상태도, 철-탄소 상태도, Fe-Fe3C 상태도) 1. 순철에 탄소를 첨가할 경우 1) 순철은 912'c 까지는 BCC인 α철이 존재하고, 912~1,394'c까지는 FCC인 γ철이 존재하고, 1,394~1,534'c까지는 BCC인 δ철이 존재한다. 앞에서 살펴보았듯이, BCC는 탄소가 침입할 수 없는 정도의 빈공간이 많고, FCC는 탄소가 침입할 수 있는 정도의 공간이 드문 드문 있다. 따라서 α철에는 723'c에서 최대 0.025%정도 탄소를 고용할 수 있고, δ철도 1,493'c에서 최대 0.1%정도 고용할 수 있지만, FCC인 γ철은 1,150'c에서 최대 2.0%까지 탄소를 고용할 수 있다. 이때, α철은 페라이트라 하고, γ철은 오스테나이트라 한다. 2. 철 탄소 상태도는 평형 상태도이며, Fe-Fe3C 상태도이다. 1) 철-탄소 상태도뿐만 .. 2024. 1. 14.
2성분계 상태도#4 (금속간 화합물) 마지막으로 두 금속이 결합하여 화합물로 변하는 경우에 대해서 알아보자, 두 종류의 금속이 혼합하면 첫번째로 고용체가 생각될 것이고, 두번째는 화합물을 만드는 것이다. 금속간 화합물은 불완전하게 결합되는 부분 없이 모든 원자들이 완전하게 결합하여 안정한 화합물이다. 따라서 금속간 화합물은 화학적으로 강하게 결합되어 있기 때문에 경도가 매우 높고, 높은 온도에서도 쉽게 분해되지 않는다. A, B 금속을 조금도 고용하지 않고 오로지 금속간 화합물로만 존재하는 경우 (a) 상태도에서 왼쪽 부분은 A 금속과 AmBn이라는 물질의 공정형 상태도이고, 오른쪽은 B금속과 AmBn의 공정형 상태도처럼 생겼다. 이렇게 두 부분으로 나눌 수 있다. 그림 (b)는 포정형 상태도 이며, (a)처럼 두부분으로 나누어 생각하면 된.. 2024. 1. 7.
2성분계 상태도#3 (고용도 곡선, 공정형 상태도, 포정형 상태도 ) 2) 두 금속이 일부만 혼합되고 나머지는 석출하는 경우 : 물에 소금을 용해하는 경우, 용해도까지의 소금만 녹아서 소금물이 되고, 용해도 이상의 소금은 녹지 않고 소금 그대로 존재한다. 금속으로 돌아오면, 두 금속을 혼합하였을 때 일정한 양만 고용되고 나머지는 석출하는 것이다. 먼저, 고용도 곡선에 대해 알아보자. 온도가 높아짐에 따라 A금속과 B금속에 고용될 수 있는 B금속과 A금속의 최대량을 표시한 곡선이 고용도 곡선이다. 아래의 T3온도보다 높은 X위치에서 점점 냉각한다면, T3온도에 도달하면 α고용체에서 ㉯농도의 β고용체가 생기기 시작한다. T2온도에 도달하면 a농도의 α고용체와 c농도의 β고용체가 b-c:b-a의 비율로 생긴다. T1온도에 도달하면 ②농도의 α고용체와 ④농도의 β고용체가 ③-④ .. 2024. 1. 7.
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