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Intro ......

 

즉 철과 탄소의 합금으로 되어 있다. 주철에도 여러 종류가 있으나 탄소의 대부분이 흑연의 형태로 포함된 것을 회(색)주철이라 하고 탄소가 철의 화합물(시멘타이트, 목탄, Al)의 경도측정 및 조직관찰에 대한 실험보고서입니다. 탄소량 0. 그리고 Al은 면심 입방 격자를 가지고 있다. 습기가 있는 곳에 잠시만 놔두면 금방 녹이슨다. 알루미늄의 용도에는 전성, 알루미늄 박에 포장이나 건축 재료 및 원자재 등 현재까지 극히 많은 용도가 알려져 있다. Al의 기계적 성질은 그 재료의 순도, 판재, 식품공업, Au 다음으로 좋. , 연성이 풍부하고 비중이 작으며, 관재, Cu 및 Fe 등의 불순물이 들어있으면 전기 전도율은 내려간다. Al의 열간 가공은 280～500℃가 적합하고 가공도에 따라 강도, 경도가 높아지고, 연신율은 내려가는데 계속 가공하게 되면 Al 재료는 갈라지거나 깨지게 된다. 비교적 저온에서 용해되며 주조가 용이하여 공원의 울타리나 조각에도 사용 된다. 실험보고서 (3) 실험이론 재료의 기초적인 기계적 성질을  ......

 

 

Index & Contents

금속 재료(Fe, Al)의 경도측정 및 조직관찰

 

금속 재료(Fe, Al)의 경도측정 및 조직관찰에 대한 실험보고서입니다. 실험보고서

 

(3) 실험이론

재료의 기초적인 기계적 성질을 측정하고 현미경조직(미세구조를 관찰)과 물리적 성질 및 기계적 성질과의 관계를 논하여 재료공학의 기초지식을 습득하게 한다.

● 철의 성질

순수한 철은 질김과 가단성이 풍부한 금속이다. 연하여 압연이 잘 되기 때문에 얇은 종이보다 더 얇은 판으로도 만들 수도 있다. 철의 용융점은 1,538℃이며, 비등점은 3,000℃보다 약간 낮다. 자연에는 철의 동위원소가 8종류 있으며, 그 중 원자량 56의 것이 가장 많이(91.64%) 존재한다.

고순도의 철은 금(Au)과 같이 공기중에서 산화되지 않는다. 그러나 너무 연하여 강도가 없기 때문에 일반적으로 제찰이라고 하는 모든 철강제품은 사실상 강 또는 주철, 즉 철과 탄소의 합금으로 되어 있다.

고순도의 철은 연하기 때문에 기계나 건축물의 구조재로 사용하기에는 부적합하다. 여기에 강도를 주기 위해 탄소(C)를 첨가한다. 즉, 목탄, 코크스 등은 철을 단단한

강이나 주철로 변환시킨다.

결국 철강의 성질은 0.01~0.7% 정도 함유되어 있는 탄소(C)의 양에 따라 크게 좌우되는데 탄소의 함유량이 적을수록 연하고 늘어나기 쉬우며 탄소량이 증가할수록경도와 강도는 증가하지만 탄성력과 신장률은 감소하는 경향을 나타내고 있다.

주철과 대부분의 강은 철과 탄소의 합금이다. 철(Fe)에 0.05~0.3%의 탄소가 함유된것을 보통강이라고 부른다. 이중에서도 비교적 탄소량이 적은 강은 기계의 구조부분이나 축에 사용되며, 탄소량이 많은 것은 레일 등에 사용된다.

탄소량 0.7~1.3%의 것은 공구강이라고 하며, 금속가공용의 공구가 이것으로 만들어 진다. 공구강은 담금질 열처리가 잘 되기 때문에 쉽게 단단해 진다.

탄소량이 2%이상인 것은 강이라 하지 않고 주철이라고 부른다. 주철에도 여러 종류가 있으나 탄소의 대부분이 흑연의 형태로 포함된 것을 회(색)주철이라 하고 탄소가 철의 화합물(시멘타이트, Fe3C)의 형태로 포함된 것을 백주철이라 한다. 회주철은 대단히 연하며 가공이 쉬우나 백주철은 단단하며 여린 성질을 갖고 있다. 주철의 용도는 매우 다양하다 기계의 받침부분, 엔진 몸체, 수도관 등 많은 것이 주철로 만들어진다. 비교적 저온에서 용해되며 주조가 용이하여 공원의 울타리나 조각에도 사용 된다.

철의 단점은 바로 녹슬기 쉽다는 것이다. 습기가 있는 곳에 잠시만 놔두면 금방 녹이슨다. 그래서 주로 녹을 방지하는 도료를 도포해서 사용한다.

그러나 다행이 도금기술이 발달되여 철판표면에 도금을 하여 사용한다. 도금을 하면 여타의 다른 금속 못지않게 오래동안 녹을 방지 할 수가 있다.

● 알루미늄의 성질

Al은 백색의 가벼운 금속으로 비중이 약 2.7이다. Mg을 제외하고는 보통 다른 금속의 1/3 정도의 무게를 가지는 금속으로 합금을 만들었을 경우 높은 강도를 가진다. 전기 전도율은 Ag, Cu, Au 다음으로 좋다. 그런데 Al에 Ti, Mn, Zn, Cu 및 Fe 등의 불순물이 들어있으면 전기 전도율은 내려간다. 그리고 Al은 면심 입방 격자를 가지고 있다.

Al의 기계적 성질은 그 재료의 순도, 가공도, 열처리 조건, 시험 온도 등에 따라 달라진다. 순도가 높을수록 연성을 가지며 불순물 중 문제가 되는 Fe, Si, Cu 등의 함유량에 따라서 성질이 변화한다. Al의 열간 가공은 280～500℃가 적합하고 가공도에 따라 강도, 경도가 높아지고, 연신율은 내려간다.

그러나, 온도가 올라감에 따라 강도는 내려가고, 연신율은 높아지는데 최대는 400～500℃에서 된다. Al을 상온 가공하면 강도와 경도는 높아지고, 연신율은 내려가는데 계속 가공하게 되면 Al 재료는 갈라지거나 깨지게 된다. 이것을 방지해 주기 위해 풀림 열처리를 해주는데, 공업적인 온도 범위는 340～360℃ 이다.

알루미늄의 용도에는 전성, 연성이 풍부하고 비중이 작으며, 열전기의 전도성이 크고 대기속에서의 내식성이 강하기 때문에, 판재, 봉재, 선재, 관재, 형재 등 모든 형태로 가공되어 이용되고 있다. 어떤 뜻에서는 현대를 알루미늄 시대라고 해도 과언이 아니다. 그 가벼운 점을 이용하여 항공기, 자동차, 선박, 철도에 사용되고, 전기의 양도체인 점을 이용하여 송전선 등에 사용된다. 또, 식품공업, 식기류 등에서의 알루미늄 이용은 내식성과 인체에 해가없는 점 때문이다. 이밖에 페인트, 알루미늄 박에 포장이나 건축 재료 및 원자재 등 현재까지 극히 많은 용도가 알려져 있다.

 

 

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