순철(Iron)
[1] 순철(Iron)의 종류
1) 순철의 종류
① 종류：전해철, 암코철, 해면철, 카아보닐철 등이 있다.
② 카아보닐철은 Fe(CO)5가 1기압하의 약 200℃에 분해하여 Fe와 CO로 되는 성질을 이용하여 만든 Fe로서 순도는 카아보닐철이 가장 좋다.
③ 순철의 제조는 일반적으로 전기분해법으로 한다.
[2] 순철의 변태
1) 순철의 자기변태
(1) 가열 및 냉각할 때 768℃(A2변태점)에서 일어난다.
(2) 자기변태점은 비교적 일정한 온도를 유지한다.
2) 순철의 동소변태
순철의 동소변태는 910℃의 A3변태와 1400℃의 A4변태가 있다.
(1) A3변태：α-Fe(체심입방격자)←910℃→γ-Fe(면심입방격자)
(2) A4변태：γ-Fe(면심입방격자)←1400℃→δ-Fe(면심입방격자)
상온 910℃ 1400℃ 1538℃
(3) 동소변태를 할 때는 과냉적 특성으로 변태점의 차이가 생긴다.
(4) 냉각속도가 빠를수록 변태점간의 차이는 크다.
(5) 냉각속도가 늦을수록 양자가 접근하여 일정한 변태점 온도로 일치한다.
3) 순철의 동소체
(1) α-Fe：910℃ 이하에서 체심입방격자를 갖는다.
(2) γ-Fe：910~1400℃에서 면심입방격자를 갖는다.
(3) δ-Fe：1400℃ 이상에서 체심입방격자를 갖는다.
[3] 순철의 성질 및 용도
1) 물리적 성질
|
비중 |
용융점
(℃) |
용해숨은열
(cal/gr) |
선팽창계수
 |
비열
(cal/gr․℃)(20℃) |
열전도율
(cal/cm․℃)(20℃) |
|
7.876 |
1539 |
65.0 |
 |
0.11 |
0.18 |
(1) 순철의 물리적 성질은 각 변태점에서 불연속적으로 변한다.
(2) A3변태점에서 격자상수가 커지고, A4변태점에서는 감소한다.
(3) 투자율이 높고 항자력이 낮다.
2) 화학적 성질
(1) 고온에서 산화작용이 심하고 산화물의 두꺼운 산화피막인 Fe3C가 이탈된다.
(2) 수분과 산소가 있으면 상온에서 부식된다.
(3) 염수, 화학약품 등에 내식성이 약하며 산에는 부식성이 크나 알칼리에는 작다.
3) 기계적 성질
|
경도
(HB) |
인장강도
(㎏f/mm2) |
연신율
(%) |
단면수축률
(%) |
탄성한도
(㎏f/mm2) |
영률
(㎏f/mm2) |
|
60~70 |
18~25 |
40~50 |
70~80 |
10~14 |
21 |
(1) 순철은 매우 연하며 단조가 잘되고 용접성이 양호하다.
(2) 항복점과 인장강도는 낮고 연신율, 단면수축률, 충격값은 높다.
4) 순철의 용도
(1) 강과 주철의 원료로 사용되며 카아보닐철은 소결재료의 원료로 사용한다.
(2) 투자율이 높기 때문에 변압기, 전동기용 박판 등의 전기재료에 사용한다.
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