1.1 금속의 특징
-상온에서 고체이며 결정체이다. (단, Hg 제외)
-비교적 비중, 강도 및 경도가 크고 전성과 연성이 풍부하며 소성변형이 용이하다.
-경도는 금속,비금속등의 물질의 단단한 정도를 말하며
-강도는 이 물질이 파괴되기 전까지 견딜 수 있는 하중을 뜻한다.
-전성은 금속등의 물질이 끊어지지 않고 얇고 넓게 펼쳐지는 성질이고
-연성은 금속등의 물질이 끊어지지 않고 가늘고 길게 뽑아지는 성질이다.
-소성변형은 힘을 가하여 물체를 변형시키는 것을 말하며
이와 반대되는 개념은 탄성이다.
EX) 경도가 큰 물질은 Ti, W물질이 대표적이다. 하중을 가하지 않고 다른 물질과 긁으면 C(다이아몬드)는 물체에 상처를 낸다.
강도가 큰 물질은 흔히 보이는 Fe로 만든 것들이 있다.
현수교, 아파트 등을 보면 엄청난 하중을 견디고 있음을 알 수 있다.
전성이 큰 물질은 Al이 대표적인대 일상생활에 흔히 쓰이는
Al 호일을 우리는 쉽게 찾을 수 있다.
연성이 큰 물질은 Ag이 대표적이다. 한번은 들어 보았을 은사(Ag로 만든실)의 존재
연성과 전정이 가장 큰 물질은 Au이다.
-불투명하며 금속 특유의 광택을 가지고 있다.
-열과 전기의 양도체이다.
-경도,강도,전성,연성,광택,고체 등이 대표적인 금속의 특징이지만
특정금속은 몇개의 특징이 없는 금속도 있다.
1.2 공업에 필요한 금속재료의 성질
- 기계적 성질 : 인장강도, 겨옫, 충격, 피로, 연신율, 단면수축률
- 물리적 성질 : 비중, 비열, 용융점, 선팽창계수, 전기전도율, 열전도율, 자성, 융해잠열
- 화학적 성질 : 내식성, 내열성
- 제작상 성질 : 주조성, 단조성, 용접성, 절삭성
1.2.1 물리적 성질
- 비중 : 어떤 물체의 무게를 표시하는데, 그것과 같은 용적을 물(4ºC)의 무게와
비교하여 나타내는 수치
비중 = (제품의 무게) / (제품과 같은 체적의 물(4ºC)의 무게)
중금속과 경금속을 구분하는 것은 비중 4.5보다 크고작음에 따라 나눈다.
- 용융점 : 금속이 녹기 시작하는 온도
- 융해잠열 (융해숨은열)
: 금속을 용해할 때, 용융 온도에서는 시간이 지나도 온도가 올라가지 않고,
금속이 전부 용해되어야만 온도가 올라간다. 이 현상에 필요한 열량
어떤 금속 1 g을 용해하는대 필요한 열량을 융해잠열이라고 한다.
- 비열 : 단위질량의 물질 (1 g)을 단위온도(1ºC)를 높이는데 필요한
열량(cal/gºC)을 말한다.
비열이 크면 재료의 온도를 높이는대 많은 열을 필요로 한다.
- 선평창계수
: 온도가 1ºC 상승할 때 팽창된 길이와 팽창하기 전의 길이와의 비
선팽창계수 = (변형 길이- 처음 길이) / [처음 길이 X ( 변형 온도 - 처음 온도 )
압연 등과 같이 비중이 증가하는 가공을 하였을 때
그 금속의 팽창률은 증가한다.
- 열전도율
: 물체 내에 열에너지의 이동을 열전도도라 하며 순금속일수록
열전도도가 우수하다.
일반적으로 열전도율이 큰 금속이 전기전도율도 크다.
- 전기전도율
: 전기장이 가해졌을때 전류를 흐르게 할 수 있는 물질의 능력으로,
비정향의 역수이고, 단위는 S(Siermens)/m 또는 1/Ωm 를 사용한다.
순금속일수록 도전율이 좋고, 불순물이 함유하면 떨어진다.
합금은 순금속보다 도전율이 떨어지며 고유저항이 작을수록 도전율은
증가
-자기변태점
: 강자성체가 강자성 상태에서 상자성 상태로 변하거나
그 반대로 변할 때의 전이온도
1.2.2 화학적 성질
- 부식 및 내식성
: 금속이 다른 원소와 화합되기 쉬운 것일수록 부식이 쉽다.
대표적으로 산소와 화합한다.
고온의 수증기에서 산화물이 생성되는 것을 건부식이라한다.
산화, 황화, 질화 등 금속과 가스의 접초겡 의해 일어나는 순화학적 반응
주위의 물 또는 그 밖의 전해물질과 작용하여
비금속화합물로 변하는 반을을 습 부식이라고 한다.
- 이온화 경향
: 금속에 따라 이온화 경향이 크게 다르다. 이온화 경향이 큰 금속은
환원력이 커서 한화하기 쉽고 화합물이 되기 쉽다.
이온화 경향이 작은 금속일수록 환원력이 작아 산화하기 어렵다.
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