기계제작법 기계재료 요점정리

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본문내용

용융점
가장 높은 금속: 텅스텐(W)
가장 낮은 금속: 수은(Hg)
열전도율 및 전기전도율
열전도율: Ag>Cu>Au>Al>W>Mg 은구금알마
전기전도율: Ag>Cu>Au>Al>Mg>W>Zn>Co>Ni>Fe>Pb 은구금알마아니코철납
금속의 결정구조 3가지
면심입방격자(FCC), 체심입방격자(BCC), 조밀육방격자(HCP)
금속의 변태 3가지
상변화에 의한 변태
금속이 고체로부터 온도변화에 의해 액체, 기체로 변하는 경우
동소변태 (다이아몬드-흑연으로의 변화)
고체상태인 금속의 결정구조가 외적 조건에 의해 변하는 경우, 온도에 의
해 변하면 그 온도가 “동소변태점”(순철 910C) BCC<->FCC
자기변태: 자장안에 있는 금속이 어느 온도에서 갑자기 자기의 크기가 변화하는
경우이며 그때의 온도는 “자기변태점” (순철 A2점:768C)
합금의 반응 3가지
공정반응: L->A+B 두 개의 금속이 응고시 각각의 상으로 분리석출
포정반응: L+= A결정+용액의 혼합체->B결정
편정반응: L=L1+ 고상과 다른종류의 용액을 동시에 생성하는 반응
소성가공시 금속변형3가지
슬립: 외력을 받은 금속의 결정이 최대 전단응력에 의해 미끄러져 이동하는변형
쌍정: 특정 면을 경계로 하여 변형전과 다르게 원자배열이 대칭적인 모양을 이룸
전위: 슬립된 부분과 슬립 안된 경계부분에서 원자가 이동하여 원자면이 중단됨
선철과 순철,강,주철
선철: 분쇄된 철광석을 용해시켜 만든 최초의 철
순철: 탄소함유량(0~0.025%)
강(탄소강): 탄소함유량 (0.025~2.0%) -아공석강(0.025~0.85)
-공석강(0.85)
-과공석강(0.85~2.0)
주철: 탄소함유량(2.0~6.67%) -아공정주철(2.0~4.3)
-공정주철(4.3)
-과공정주철(4.3~6.67)
탄소강의 기본 조직
페라이트: 순철에 가까운 조직으로 철(BCC) 최대 0.025%까지 탄소침입
퍼얼라이트: 공석점 S(C=0.85%, 723C)에서 생성된 페라 시멘의 층조직
시멘타이트: C=6.67%의 탄소를 포함하고 있는 강자성체이며 경도 인장강도 및
취성이 매우 크고 연신율은 거의 없다.
철: 페라이트, 철: 오스테나이트
탄소강의 성질
탄소량이 증가할 때: 전기저항, 비열, 인장강도 증가!
비중, 열팽창계수, 열전도율 감소!
강의 메짐성의 원인
청열 메짐성: 200~300C 인(P)이 원인
적열 메짐성: 황(S)이 많이 함유된 강의 경우 고온에서 발생
상온 메짐성: 상온 또는 그 이하의 저온에서 인(P)이 입자를 조대화시켜 강을 여
리게 함
고온 메짐성: 강이 구리(Cu)를 0.2%이상 함유했을 때 고온에서 현저하게 여려짐
냉간 메짐성: 상온 이하에서 강이 여려지는 경우
탄소강의 구성성분 6가지
규소(Si): 인장강도, 탄성한계, 경도 크게 하고 연신율 및 메짐성 감소
망간(Mn): 황가 화합하여 MnS로 존재하며 탈산제로 이용된다. 소성, 주조성증가
인(P): 0.06%이내는 해가 없지만 P가 많으면 인화철 생성하여 강도증가 연신율
감소
황(S): 적열취성의 원인이 되고, 인장강도 연신율 감소, 유동성감소, 기포발생
구리(Cu): 인장강도와 경도를 증가시켜 내식성 좋게함
O2,N2,H2: 산소는 적열취성의 원인이 되며 질소는 경 강도 증가, 수소는 백점과
헤어크랙의 원인
규소<->망간
강괴(ingot)의 3종류
킬드강: 규소철, 망간철, Al 등 강력탈산제로 충분히 탈산시킨 강
내부에 기공은 없지만 표면에 헤어크랙, 상부 수축관 발생
림드강: 평로 또는 전로에서 정련되 페로망간으로 가볍게 탈산시킨 강
기포발생, 불완전 탈산강
세미킬드강: 림드강과 킬드강의 중간 정도로 탈산시킨 강
강의 계단열처리 종류
1. 가열
2. 담금질(quenching): 급랭시켜 재질을 경화
3. 템퍼링(Tempering): 담금질한 재료의 인성을 증가 =뜨임(재가열 했다가 식힘)
4. 풀림(annealing): 상온가공에 의한 내부응력을 제거함으로써 재질을 균일하게
5. 불림(normalizing): 압연에 의해 재료의 각 부 내부 균질화
담금질 방법
A321 변태점 이상까지 가열하여 균일한 오스테나이트로 만든 후 급랭시킨다.
담금질 조직
급랭 순서: A-M-T-S-P+F
공기중이나 노중에 서냉 시킬 때는 페라이트 퍼얼라이트 시멘타이트를 얻음
조직에 대한 경도크기 순서: AT>S>P>F
담금질 조직의 기계적 성질
오스테나이트: 고온에서 안정된 조직, Ni,Mn,Cr,이 함유된 특수강에서 나타남
비자성체이며 전기저항이 크고 인장강도에 비해 연신율이 낮다
마텐자이트: 탄소강을 수중냉각시 얻는 침상조직. 경강도가 크고 내부식성
트루우스타이트: 탄화철이 큰 입자로된 조직
소르바이트: 큰 강재를 기름중에 또는 작은 강재를 공기 중에 냉각시킬 때 나타나
는 침상조직. 강도,인성,탄성이 좋다
담금질의 질량효과
재질과 담금질 조건이 동일해도 재료의 크기가 다르면 냉각속도가 달라져 담금질 효과가 다르게 나타난다
강의 경화능 증가원소
B, Mn, Mo, Cr
뜨임(tempering)의 목적
및 온도?
담금질한 강은 경도가 증가하지만 취성을 갖게 되므로 인성을 부여하기 위해 A1변태점 이하까지 재가열하여 불안정한 조직을 안정화시킴으로써 내부응력을 감소한다.
뜨임온도는 150C를 저온뜨임, 최대뜨임온도는 700C이며 500~600C를 고온뜨임
풀림(annealing) 열처리
단조, 주조 및 가공에 의해 생긴 가공경화나 내부응력을 제거하기 위해 변태점 이상의 적당한 온도로 가열하여 서서히 냉각시키는 열처리
고온풀림: A3변태점 이상까지 가열, 저온풀림: A1변태점 이하로 가열
블루잉: 성형시 내부응력을 제거하여 탄성한계를 높일 목적으로 가열하는 작업
(250~370C)
불림(Normalizing)열처리
조직의 미세화로 경도 및 강도가 증가하고 신장률과 인성은 다소 감소한다
항온열처리 곡선 2가지
항온변태곡선(TTT) 연속냉각 변태곡선(OCT)
항온담금질 종류 4가지
오스템퍼링: 오스테나이트->베이나이트 조직
마르템퍼링: 오스테나이트->마르텐자이트+베이나이트 조직
마르

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