철강재료 - 탄소강의 표준조직/여러가지 취성

1-5 탄소강의 표준조직

 

강을 단련하여 불림(normalizing) 처리, 즉 표준화 처리한 것을 말하며 조직에는 다므

과 같은 용어가 있으며 그 기계적 성질은 [표 1-1]과 같다.

 

[표 1-1] 표준조직의 기계적 성질

조직 성질	페라이트	펄라이트	시멘타이트
인장강도(N/mm2)	30~35	90~100	35이하
연신율(%)	40	10~15	0
브리넬 경도(HB)	80~90	200~225	800~820

 

(1) 오스테나이트(austenite)

r철에 탄소가 1.7% 이하로 고용된 고용체로서 페라이트보다 굳고 인성이 크다.

그러나 이것은 비자성이다.

 

(2) 페라이트(ferrite)

α (BCC)철에 극히 소량(상온에서 0.006%, 721℃에서 최대 0.03%)까지 탄소가 고용

된 고용체이며, α고용체라고도 한다. 이것은 극히 연하고 연성이 크나 인장강도

는 작고 상온에서 강자성체이다. 파면의 백색을 띠며 순철의 바탕 조직이다.

 

(3) 펄라이트(pearlite)

A1변태점에서 오스테나이트의 분열에 의하여 생기는 것으로 탄소 0.85%C의 함유

하며 r고용체가 723℃에서 분열하여 생긴 페라이트와 시멘타이트의 공석정으로

페라이트와 시멘타이트가 층으로 나타나며 앞에서 설명한 페라이트보다 경도가

크고 강하며 자성이 있다. 탄소강의 기본조직이다.

 

(4) 시멘타이트(cementite)

시멘타이트는 철(Fe)과 탄소(C)의 화합물인 탄화철(Fe3C)로서 탄소를 6.68%dml 탄소

를 함유한 탄화철로 경도와 취성이 커서 잘 부스러지는 성질, 즉 메짐성이 크며

백색이다. 상온에서 강자성체이며, 담금질을 해도 경화되지 않고 화학식으로는

Fe3C로 표시한다.

 

(5) 레데부라이트(ledeburite)

r고용체와 시멘타이트의 공정조직으로 주철에 나타난다.

 

참고 : 주조직의 경도 순서

시멘타이트 > 마텐자이트 > 트루스타이트 > 베이나이트 > 솔바이트 > 펄라이트 >

오스테나이트 > 페라이트

 

 

1-6 탄소강은 온도에 따라 여러 가지 취성

 

(1) 청열취성

강은 온도가 높아지면 전연성이 커지나, 200~300℃에서는 강도는 크지만, 연신율

은 대단히 작아져서 결국 메짐성을 증가한다. 이 때의 강은 청색의 산화피막을 형

성하는데, 이것을 청열 취성(메짐성)이라고 한다.

 

(2) 적열 취성

강이 900℃ 이상에서 황이나 산소가 철과 화합하여 산화철이나 황화철을 만든다.

황(S)이 많은 강은 고온에 있어서 여린 성질을 나타내는데 이것을 적열 취성이라

고 한다.

 

(3) 상온취성

인(P)은 강의 결정 입자를 조대화시켜서 강을 여리게 만들며, 특히 상온 또는 그

이하의 저온에 있어서는 특별히 현저해 진다. 인(P)은 상온 메짐성 또는 냉간 메짐

성의 원인이 된다.

 

(4) 고온취성

강은 구리(Cu)의 함유량이 0.2% 이상(일반적으로 Cu 1.0% 이하)으로 되면 고온에

있어서 현저히 여리게 되며, 결국 고온 메짐성을 일으킨다.

 

(5) 냉간(저온) 취성

강은 일반적으로 충격값은 100℃ 부근에서 최대이며, 상온 이하에 있어서는 현저

히 여리게 된다. 이것을 냉간 메짐성이라고 한다.

 

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