[재료과학과 공학] 11장 상태도 (0)탄소강(페라이트, 펄라이트, 오스테나이트, 시멘타이트)

탄소강의 조직

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11장, 12장, 13장에 걸쳐 나오는 개념들이기 때문에 한번에 정리하고 시작하겠습니다. 

 

11장에서는 철-철탄화물의 상태도에서 언급되는 내용이고 12장은 계속 나오는 내용 그리고 13장에서는 철합금에서 탄소강을 설명할 때 기본으로 알고 있어야하는 내용입니다.

 

1. 페라이트

 

α-Fe에 미량의 탄소(C)가 함유된 고용체로 순철에 가까운 조직이다. 연하고 연성이 크다. 상온에서의 안정된 형태라고 생각하면 좋겠습니다.

(⍺(알파)철이란 철이 체심입방격자(BCC)의 원자배열을 한 상태를 의미, 순철의 조직)

 

2. 펄라이트

공석강의 조직은 펄라이트이다. 페라이트와 시멘타이트가 층상으로 되어 조개 무늬처럼 보이므로 펄라이트라고 한다.

페라이트와 시멘타이트의 공석정이란
열처리하기 위하여 가열되어 있는 상태의 조직은 오스테나이트이며 이를 공냉하면 일정한 온도에서

오스테나이트(austenite)→페라이트 +시멘타이트조직으로 동시 석출하는데 이를 공석정이라 하며 상호 층상을 이룸

 

오스테나이트로부터 펄라이트가 형성된다고 생각하면 됩니다.

 

3. 오스테나이트

강을 A1 변태점 이상으로 가열했을 때 나타나는 조직으로, γ-Fe이라 한다. 결정 구조는 면심입방격자(FCC)이며 최대 2.0%의 탄소를 고용할 수 있다. 비자성으로 전기 저항이 크다는 특징을 갖습니다.

 

4. 시멘타이트

Fe3C 상태로 나타나며, 철과 6.67%의 탄소의 화합물 경도가 HV 1,050~1,200 정도로 매우 높다.

HV: 비커스 경도

 

 

 

 

 

5. 마르텐사이트 (martensite)

탄소와 철 합금에서 담금질을 할때 생기는 준안정한 상태로 강도가 매우 높다는 특성을 갖습니다.

독일의 금속공학자 아돌프 마르텐스(Adolf Martens)의 이름을 따왔습니다.

 

6. 베이나이트 (Bainite)

탄소강 또는 합금강을 550 ~ 150℃에서(Ar'와 Ar” 전이온도) 열욕으로 담금질하여 등온변환을 일으켰을 때 생기는 조직으로 기름 또는 물 담금질에 의해서는 얻기 어려운 조직입니다. 오스테나이트가 더이상 안정하지 않은 온도로 급랭될 때 생기는 물질입니다. 현미경적으로는 흑색의 침상 조직으로 마르텐사이트와 혼동하기 쉽지만, 마르텐사이트보다는 부식되기 쉽고 경도가 작다는 특성을 갖습니다. 베이나이트에는 2종류가 있는데 고온의 항온 변태에 의해서 얻어진 것을 상부 베이나이트 , 저온에서 하부베나이트라고 합니다.

 

 

 

 

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다음시간부터는 본격적으로 상태도에 대해 들어가보겠습니다~

 

 

출처: 기계금속 도서관:티스토리