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1. 철강의 제조법

(1) 철-탄소계 평행 상태도

철광석 -→ 용광로 -→ 선철 -→ 제강로 -→ 강괴
자철광              백선철           평로        림드강
적철광           (S:소 Mn:대)        전로        킬드강
갈철광              회선철          전기로 등    세미킬드강
능철광           (S:대 Mn:대)

(2) 철강재료

순 철: C = 0.02% 이하

                         아공석강: C≒ 0.2-0.86%
               강       공석강 : C≒ 0.86%
철강                   과공석강: C≒ 0.89-2.1%

                        아공정 주철: C≒ 2.1-4.3%
               철      공정   주철: C≒ 4.3%
                        과공정 주철: C≒ 4.3-6.68%

(3) 순철

[1] 순철의 성질

① 탄소의 함량이 0.02% 이하이고 순도가 높은 철을 암코철, 전해철이라 한다.

② 기계 구조용으로 사용되는 일은 거의 없고 전기재료에 많이 사용한다.

③ 비중: 7.87 용융점: 1583°c

[2] 순철의 변태

철

철 융체

               768℃   체심 910℃ 면심 1400℃ 체심 1538℃
                   자               동               동
                   기               소               소
                   변               변               변
                   태               태               태

① 동소변태: 순철이 고체내에서 원자의 배열이 변화하여 a철 – r철 – δ철로 변하는 것을 말한다.(Fe, Co, Ti, Sn)

② 자기변태: 강자성체↔상자성체로 변하는 것을 말함.
                  원자 배열은 변화가 없고 자성만 변하는 것(Fe, Ni, Co)

[3] 강의 조직과 성질

기 호

조 직 명

결정격자 및 특성

페라이트(-Ferite)

오스테나이트(Austenite)

페라이트(-Ferite)

시멘타이트(Cementite)

펄라이트(Pearlite)

레데뷰라이트(Ledeburite)

BCC (탄소가 0.02%)

FCC (탄소가 2.11%)

BCC

금속간화합물 (탄소가6.68%)

의 혼합조직
(탄소가0.77%)

와 의 혼합조직 (C 4.3%)

[4] 기계적 성질

① 탄소강의 탄소가 많을수록 변하는 성질

    강도, 경도가 크다.(공석 조직부근에서 최대)
    인성과, 전성, 충격값에 감소하다.
    용융점이 낮아지고 비중도 작아진다.
    담금질 효과가 커진다.
    가공변형이 어렵고 냉간가공은 되지 않는다.

② 탄소강의 고온 성질

그림과 같이 탄소강도 200°C-300°C 에서는 상온일 때보다 오히려 메지게 된다. 이를 강의 청열 메짐이라 한다.

[5] 탄소강의 인장강도 및 경도

σ₁= 20 + 100C σ₁= 인장강도

H_B = 2.8ㆍa C = 탄소량(%)

H_B = 브리넬 경도

Mn	Mn 은 보통 탄소강 중에 0.2-0.8% 정도 포함된다. S를 많이 포함하고 있는 강은 적열메짐을 방지하기 위하여 Mn을 첨가한다.
Si	Si는 보통 탄소강 중에 0.2-0.6% 정도 함유되어 있다. Si는 단접성 및 냉간 가공성을 해치고, 충격저항을 감소시킨다.
S	황은 강의 고온 가공성을 나쁘게 하므로 열간가공이 되지 않는다. Mn을 첨가하면 황의 해를 막을 수 있다.
P	강의 강도, 경도는 증가시키나 연신율은 감소시키며 결정 입자를 거칠고 조대화하므로 메지게 한다.