6. 철강의 제조법

6.1  철강재료
      ├ 순철 (pure iron) : 불순물을 함유하지않은 순도 100% 인 철
      ├ 강 (steel) : 철과 탄소를 기초로 하는 합금이다.
      └ 주철 (cast iron) : 강의 종류중 하나로 탄소함유량이 3.0 ~ 3.6 %인 강

6.2 선철
       ├ 파단면 ┬ 회선철 : 시멘타이트가 분해되지 않아 흑연이 그대로 드러나있어
       ┃          ┃            선철의 파단면이 회색으로 보인다.

       ┃          ├ 반선철 : 회선철과 백선철의 중간으로 시멘타이트가 분해가 덜 되어
       ┃          ┃            선철의 파단면에 흑연이 반점으로 나타나 있다.

       ┃          └ 백선철 : 시멘타이트가 분해되어 있지 않아 선철의 파단면이
       ┃                         흰색으로 보인다.

       └ 제조법 ┬ 코크스선철 : 코크스를 연료로 사용하여 용광로에서 철광석을
                    ┃                 환원하여 얻는 선철

                    ├ 전기선철 : 전기로에서 철광석을 환원하여 얻는 선철

                    └ 목탄선철 : 목탄을 연료로 사용하여 용광로에서 철광석을 환원하여
                                      얻는 선철 불순물 함유량이 적다.

6.3 제선
  6.3.1 철광석의 종류
       ├자철광 (Fe3O4) : Fe 함유량 72.36%
       ├적철광 (Fe3O3) : Fe 함유량 69.94%
       ├갈철광 (2FeO3·H2O) : Fe 함유량 52-60%
       └능철광 (FeCO3) : Fe 함유량 48.20%
   6.3.2 용어
       ├ 연료 : 공기 중에서 신속히 산화하여 그 산화열을 이용할 수 있는 물질로서
       │          고체 연료인 코크스(C)가 많이 이용된다.
       ├ 용제 : (Flux) 용광로 내에서 열원 및 환원제의 역할을 하며 철과 불순물이
       │           분리가 잘 되도록 하기 위하여 첨가하며 용제는 제철할 때
       │           염기성 슬래그가 되도록 성분을 조절한다.
       │           종류로는 석회석(CaCO3), 백운석(CaMg(CO3)2), 형석(CaF2)이 있다.
       └ 선철 : 용광로는 원광석을 용해하여 선철을 만드는 로로서 크기는
                     1일 용해할 수 있는 선철의 총 생산량을 ton으로 표시한다.
6.4 제강
    6.4.1 종류
       ├ 일반용강의 제조
       │ ├ 전로 제강법
       │ │    : 원료용선 중에 공기 또는 산소를넣어 그곳에 함유한 불순물을
       │ │      짧은 시간에 신속하게 산화시키고 이 때 발생하는 산화열을 일용하여
       │ │      외부로 부터 열을 공급하지 않고 정련하는 방법으로
       │ │      원료선의 규격이 엄격하고 연료 불필요, 고철의 사용이 곤란하다.
       │ │      조업시간이 짧고 연속 및 일관작업이 가능하며 보통 강제조에 이용된다.
       │ │      강중에 N, P, O 등의 함유량이 많아 품질 조절이 곤란하다.
       │ │      종류에는 산성법(노내 내화물이 산성)과
       │ │      염기성법(노내 내화물이 염기성)이 있다.
       │ │      크기 : 용량은 1회에 용해할 수 있는 최대 용량으로 나타낸다.
       │ └ 평로 제강법
       │        : 축열식 반사로를 이용하여 선철을 용해 정련하는 방법으로 선철과
       │          고철의 혼합물을 용해하여 탄소 및 기타 불순물을 연소시켜 강으로
       │          만든다. 파쇠나 부피가 큰 재료를 그대로 용해할 수 있으며 값이 싼
       │          고철을 이용한다. 대량생산에 적합하며 노의 구조 및 설비가 비교적
       │          간단하지만 열 효율이 낮다. 불순물이 섞이기 쉽고 가스의 영향이
       │          비교적 크다.
       │          크기 : 1회 용해할 수 있는 초대량으로 표시한다.
       └ 특수강의 제조
           ├ 전기로 제강법
           │    : 전기 에너지를 열원으로 하는 저항식, 유도식, 아크식 전기로를
           │     이용하여 양질의 강을 제조하는 방법이다. Arc식이 가장 많이 사용되며
           │     온도 조절 및 노내 분위기 조절이 용이하다.
           │     원료에 제한을 받지 않으며 고온을 얻고 용강의 산화방지 및
           │     가스함량이 적다. 주조용 금속의 용해 손실이 적고 쇳물의 성분 조절이
           │     쉽고 인건비가 절감된다.
           │     크기 : 1회 용해할 수 있는 최대량으로 표시한다.
           │     용도 : 공구강, 특수강, 등 합금원소를 정확히 첨가할 수 있어 양질의 강
           │              제조에 적용
           └ 도가니로 제강법 :
6.5 강괴
       ├ 탈산 정도에 따라 killed, Rimmed, Semi killed강으로 분류한다.
       └ Fe-Mn(약탈산제)과 Fe-Si, Al(강탈산제)가 있다.
    6.5.1 종류
         ├킬드강 (killed steel ingot, 진정강)
         │      : Fe-Si, Al 등의 강탈산제로 충분히 탈산시킨 강괴이다.
         │       강질이 대체로 균질하며 기계적 성질이 양호하고 방향성이 좋다.
         │       기포나 편석은 없으나 표면에 헤어크렉(hair crack)이 생기기 쉽다.
         │       중앙상부에 큰 수축관이 생겨 불순물이 집적된다.
         │       적용벙위 : 균질을 요하는 합금강, 침탄강, 탄소 = 0.3% 이상 탄소강
         ├림드강 (Rimmed steel ingot)
         │      : 평로, 전기로, 전로 등에서 생산된 용강을 Fe-Mn으로 가볍게 탈산시킨 강괴
         │        용강이 비등작용(boiling action)이 일어난다 응고후 많은 기포가 발생하며
         │        주상정이 테두리에 생긴다. 강괴 내부에 기포, 편석이 생겨 강질이
         │        균일하지 못하나 압연, 단접으로 표면 순도가 높고 압연, 봉, 파이프,
         │        보통 저탄소강(0.15%C 이하)의 구조용 강재로 사용한다
         ├세미킬드강(Semi Killed steel ingot)
         │      : 킬드강보다 탈산도가 적고 저탄소강, 중탄소강에 Al으로 탈산을 가볍게
         │        한 강이다. 킬드강과 림드강의 중간 성질의 강이며 소형의 수축공과
         │        수소의 기포만 존재한다.
         │        적용범위 : 구조용강(0.15~0.3%C), 강판, 원강의 재료에 사용한다.
         ├캡트강(Capped steel ingot)
         │      : 용강을 주입한 후 뚜껑을 씌워 용강의 비등을 억제시켜 림드부분을
         │        얇게 하므로 내부 편석을 적게 한 강으로 박판, 스트립, 주석철판, 형강 등의
         │        원재료에 사용된다. 림드강괴를 변형시킨 강괴이며 내부결함은 적으나
         │        표면 결함이 많다.
    6.5.2 결함
         ├비등작용(rimming action)
         │       : 림드강 제조시 O2가 반응하여 CO가 생성되는데 이 가스가 대기 중으로
         │         빠져 나온 현상으로 끓는 것처럼 보인다. 탈산, 가스처리가 불충분한 강은
         │         주입 후에도 가스 및 침탄층이 계속하여 다량의 가스가 발생하므로 용강이
         │         비등한다.
         ├헤어크렉(hair crack)
         │       : 강괴의 단면에 가느다란 머리카락 모양으로 나타나는 모세균열의 결함으로
         │         H2 gas에 의해 일어난다. 외부에서나 절삭상태에서는 보이지 않는
         │         균열로서 검출하는 방법은 보통 메크로 에칭에 응용된다.
         ├백점(white spot or flake)
         │       : 수소의 압력이나 열으력의 변태응력 등에 의해서 생긴 미세균열
         │         강재의 다듬질 표면에 생긴 미세균열로 Ni-Cr강에 많이 나타난다.
         └편석(segregation)
                   : 큰 주물에서 처음 응고부분과 나중 응고부분의 농도차에 의해 불순물이
                    모이는 현상을 편석이라 하며 편석은 합금 성분의 비중의 차가 있어도
                    일어난다. 강괴의 중심부에 편석이 생기고, S이나 P은 편석을 일으키기
                    쉽다.
                    편석을 검출하는 방법은 다음과 같다.
                    - S의 편석 : 설퍼플니트(sulphur print)방법으로 검출한다.
                    - P의 편석 : 포스포로 프린트(phosphoro print)방법으로 검출한다.
                    고우스트 라인(ghost line)
                    - P나 S등이 편석되어 있는 강괴를 압연할 때 편석부분이 긴 띠모양을 이룬
                       것

Fe-C 상태도, TTT diagram

Fe-C 상태도

·Fe-C계 상태도(점선)와 Fe-Fe3C계 평형상태도(실선)의 두종류가 있다.

·탄소강의 경우에는 탄소가 유리흑연으로 되지 않고 Fe과의 화합물인 Cementite로 존재

·Cementite는 6.68%C를 포함하는 백색침상의 금속간화합물이며 경도는 대단이 높다.

·순철의 동소체인 α-Fe, γ-Fe, δ-Fe는 탄소를 고용해서 α, γ, δ의 고용체를 만든다.

·A점    : 순철의 용융점 (1538±3℃)

·AB선  : δ-고용체의 액산선

           (Fe-C용액에서 δ-고용체가 정출하기 시작하는 온도선을 표시하는 곡선)

·AH선  : δ-고용체의 고상선

           (0.1%C 이하의 강에 있어서는 δ-고용체의 정출 완료를 표시하는 곡선)

·B점    : H점과 J점과의 평행을 이루고 있는 고용체를 나타내는 점(0.5%C)

·BC선  : γ-고용체의 액상선

           (γ-고용체가 정출하기 시작하는 온도를 표시하는 곡선)

·H점    : δ-고용체의 탄소에 대한 최대의 용해도를 나타내는 점(0.10%C)

·HJB선 : 포정선

           (일정온도(1490℃)에 있어서 0.1~0.5%C 사이의 강에서는 δ-고용체[H]+용액[B] ↔

            γ-고용체[J]의 반응식을 일으킨다.)

·J점     : 포정점(1490℃.0.18%C)

·JE선   : γ-고용체에 대한 고상선(γ-고용체의 정출완료 온도선)

·N점   : 순철 A4변태점(1400℃), δ-Fe ↔ γ-Fe

·JN선  : δ-고용체로부터 γ-고용체의 석출완료선

·HN선 : δ-고용체가 γ-고용체로 변하기 시작하는 온도선

·C점   : 공정점(4.3%C, 1130℃, Ledeburite), 액체 ↔ γ고용체 + Fe3C

           (용액으로부터 γ-고용체와 Fe3C가 동시에 정출하는 점)

·CD선  : Fe3C의 액상선

           (용액으로부터 Fe3C가 정출하기 시작하는 온도선을 표시하는 곡선)

·E점    : 강과 주철의 한계점(1130℃, 2.0%C)

·ECF선 : 공정선, 2.0 ~6.68%, 1130℃(Fe-C계 : 1135℃)이다.

·ES선   : Fe3C의 초석선으로 Acm선이라고 한다.

           (γ-고용체에서 Fe3C가 석출하기 시작하는 온도선이다. )

·MO선 : 강의 자기변태선(A2변태점의 온도 : 768℃)

·G점    : 순철의 A3변태점(910℃)이다. γ-Fe ↔ α-Fe

·GP선  : 0.025%C 이하의 합금에 있어서 γ-고용체에서 α-고용체의 석출완료선

·GS선  : α-고용체의 초석선

           (강의 A3 변태선으로 냉각시 그 온도에 도달하면 γ-고용체에서 α-고용체가 

            석출하기 시작한다.)

·S점    : 공석점(0.85%C, 723℃), pearlite ↔ α-고용체 + Fe3C

           (γ-고용체에서 α-고용체와 Fe3C가 동시에 Pearlite로 석출한다.)

·P점    : α-고용체 중 탄소를 최대로 고용하는 온도점(0.025%C)

·SPK선 : A1변태선(공석선)

·RT선   : Fe3C의 자기변태선(A0변태점 : 210℃)

·PQ선  : α-고용체의 탄소 용해한도 곡선(상온에서 0.008%C)

· 공석강은 723℃ 이상에서 γ-Fe의 원자배열을 하고 있으므로 FCC다.

· A1 변태점 이하의 온도에서는 FCC의 α-Fe과 Fe3C로 되어 있다.

· α-Fe과 Fe3C는 층상의 혼합상태로 존재하는데 이 상태를 Pearlite라 한다.

· A1 변태점 이상의 온도에서 강은 γ-Fe 상태이고 탄소가 고용되어 있다.

           A0                                A1              A2                           A3                          A4

온도(℃) 210                  723       768               910              1400

변태     Fe3C의 자기변태 공석변태 철의 자기변태 철의 동소변태 철의 동소변태

TTT(Time Temperature Transfomation) diagram [예시]

CCT(Continuous Cooling Transformation) diagram

5. 금속의 변태

변태가 있기 때문에 담금질, 풀림, 시효 등의 중요한 여러가지 현상이 일어난다.

하나의 상이 다른상으로 변하는 현상으로 합금의 변태시 온도가 일정하지 않고

변태가 시작되는 온도와 끝나는 온도가 다르다. 이때의 온도폭을 변태온도범위라고 한다.

 - 동소변태 

    : 금속이 고체상태에서 원자배열이 변화하여 서로다른 공간격자구조를 가지는 것

      부피의 팽창과 수축이일어나며 금속의 물리적 및 기계적 성질이 변한다.

      일정한 온도에서 급격히 비 연속적으로 발생한다. Fe : 910 ℃

 - 자기변태

    : 금속이 고체상태에서 원자배열의 변화는 없고 자성의 변화가 있을 경우

      자성이 변하는 순간의 온도를 자기변태점이라고하고 주로 일정온도범위 내에서

      점진적이고 연속적인 변화가 생긴다. Fe : 760 ℃

-참고-

Quenching 담금질, 용체화 풀림 (Ac3지점 까지 열처리, 급냉)

Annealing 풀림,소둔 (Ac3지점 까지 열처리, 서냉)

Normalizing 불림 (Ac3 지점까지 열처리, 공냉)

Aging 시효 (시간에 따른 성질변화)

Tempering 뜨임,소려 (A1 변태점까지 재가열, 연화)

4. 금속의 결정구조

물체를 구성하고 있는 원자가 입체적으로 규칙적인 배열을 이루고 있을 때 결정이라 하고 응고 중에 형성된다. 결정이 서로다른 결정핵에서 성장을 하여 만나게 되는대 이 경계에서 결정의 규직적인 구조가 어긋나 버린다. 크기와 모양이 다양하기 때문에 완전히 맞물리지 않은 부분에서는 틈이 생겨 불순물이 모이는 곳도 있을 것이다.

 4.1 단위포 (단위정) Unit cell

      : 공간격자를 구성하고 있는 최소단위 부분이다. 

      단위포를 나타내는 상수를 격자상수라 하고

       a, b, c, α, β, γ 를 이용하여 a, b, c = 3~5 Å, 10^-8 cm = 1 Å 와 같이 표기하여 

      격자상수의 가로 세로 높이를 나타낸다.

 4.2 공간격자 (단위격자) Space lattice

      : 단위포가 여러 개 모여 결정에서 규칙적인 격자구조를 이루고 있다.

      격자점은 원자, 이온, 분자 또는 분자의 집단이며 이들이 일정한 규칙을 이루며 공간에

      배열되어 있다.

  4.2.1 단순입방격자 (SC,PC)

         : 구조가 가장 단순한 격자 

  4.2.2 체심입방격자 (BCC)

         : FCC금속보다 용융점이 높은 금속이 많다. 가공경화는 많이 일어나지 않으며 

         전연성이 떨어진다.

         Ba, Cr, K, W, Mo, V, Li, α-Fe, δ-Fe

  4.2.3 면심입방격자 (FCC)

         : 전연성과 가공성이 좋으나 강도가 약하다.

         Al, Ag, Au, Cu, Pt, Ni, Ca, Ir, Th, γ-Fe

  4.2.4 조밀육방격자 (HCP)

         : 전연성이 떨어지고 접착성이 나쁘다.

         Mg, Zn, Be, Cd, Ti, Zr, La, Ce, Co

3.금속의 응고.

3.1 과냉

 3.1.1융체 또는 고용체가 응고온도선 또는 용해온도선 이하로 냉각하여도 타성 때문에 

       액체 또는 고용체 상태로 계속되는 현상 과냉도는 빨리 냉각할수록 커지며,
       일반적으로 과냉도는 응고점보다 0.1 또는 0.3ºC 이하에서 생기고,
       과냉도가 커질수록 많은 핵이 발생한다. 과냉방지로 접종, 소량의 고체금속첨가,
       용액의 진동이 있다.

3.2결정의 응고과정

    결정핵 생성 -> 결정핵 성장 -> 결정경계(결정입계)  형성 -> 결정립 구성

 3.2.2 응고속도

        결정립의 크기는 금속의 종류와 불순물의 양에 따라 다르다

        냉각속도가 빠를수록 결정핵은 많아지고 결정입자는 미세하다.

        냉각속도가 느릴수록 결정핵은 적어지고 결정입자는 조대하다.

 3.2.3 응고후 조직

        결정형성에는 결정핵수와 결정속도 금속의 표면장력, 결정경계에 작용하는
        각종 힘 과 점성과 유동성이 영향을 미친다.
        결정립의 크기는 성장속도에 비례하고 핵 발생속도에 반비례한다.
        조직의 종류는 다음과 같이 나뉜다.
     
         0수지상 조직
           : 용융상태의 금속을 서냉시 결정격자가 나뭇가지 모야을 이룬 것을 말한다.
             이는 합금을 형성시 처음응고되는 부분과 나중에 응고되는 부분의
             농도차이에 의해서 생긴다.
         0주상 조직
           : 용탕을 금속 주형에 주입 후 응고할 때 주형의 명에서 중심 방향으로 성장하는
             나란하고 가느다란 기둥 모양의 결정
         0입상정(입방정)
           : 알갱이 모양으로 성장한 결정립들이 모두 응고한 상태를 입상정이라 한다.
             입상정은 결정립의 여러 방향을 향하고 있으므로 조직이 균일하므로
             기계적 성질이 우수하고 응고 할 때 발생하는 결함들도 방지 할 수 있다.

         이러한 조직들은 순금속일 경우와 합금일 경우 결정의 성장 방법이 다르다.
         주상조직은 나뭇가지 없는 대나무숲을 생각하면 되고 수지상은 나뭇가지가 있는
         대나무 숲을 생각하면 편할 것이다.

2. 합금

합금은 1종이상의 금속과 금속이나 비 금속을 용융
          금속과 금속 또는 비금속을 압축 소결
          침탄처리와 같이 고체상태에서 확산을 이용하여 합금을 부분적으로 만든다.

순금속과의 같은점

 - 결정구조를 가지고 있다.
 - 일반적으로 물 보다 무거운 비중을 지닌다.
 - 불투명하며 금속 특유의 광택을 가진다.

순금속과의 다른점

 - 용융점,열전도성,전기전도성이 순금속 보다 낮아진다.
 - 전연성이 순금속 보다 낮아 소성변형이 일어나기 어렵다.
 - 가주성, 경도, 강도, 내식성, 열처리성이 순금속 보다 증가한다.
   (가주성 : 가열하여 유동성이 증가하여 주물이 될 수 있는 성질.)

2.1 순철 (Iron)
  2.1.1 종류
    : 전해질, 암코철, 해면철, 카아보닐철 등이 있다. 카아보닐 철은 Fe(CO)5가 1기압하의
      약 200℃에 분해하여 Fe와 CO로 되는 성질을 이용하여 만든 Fe로서 순도는
      카아보닐 철이 가장 좋다.
  2.1.2 변태
    ├ 자기변태
    │  : 가열 및 냉각할 때 768℃(A2 변태점)에서 일어난다. 자기변태점은 비교적 일정한
    │    온도를 유지한다.
    ├ 동소변태
    │  : 순철의 동소변태는 910℃의 A3변태와 1400℃의 A4변태가 있다.
    │    A3 : α-Fe(BCC)←910℃→γ-Fe(FCC)
    │    A4 : γ-Fe(FCC)←1400℃→δ-Fe(BCC)
    │    동소변태를 할 때는 과냉적 특성으로 변태점의 차이가 생긴다.
    │    냉각속도가 빠를수록 변태점간의 차이는 크다.
    │    냉각속도가 늦을수록 양자가 접근하여 일정한 변태점 온도로 일치한다.
    └ 동소체
          ├ α-Fe : 910℃ 이하에서 BCC 구조를 갖는다.
          ├ γ-Fe : 910 ~1400℃ 에서 FCC 구조를 갖는다.
          └ δ-Fe : 1400℃ 이상에서 BFF 구조를 갖는다.
  2.1.2 성질
    ├ 물리적 성질
    │   비중         : 7.876
    │   용융점      : 1539℃
    │   용해숨은열 : 65 (cal/g)
    │   선팽창계수 : 11.7 x 10^-6 (20℃)(℃^-1)
    │   비열         : 0.11 (cal/g · ℃)(20℃)
    │   열전도율    : 0.18 (cal/sec · cm · ℃)(20℃)
    │   순철의 물리적 성질은 각 변태점에서 불연속적으로 변한다. A3변태점에서
    │   격자상수가 커지고, A4변태점에서는 감소한다. 투자율이 높고 항자력이 낮다.
    ├ 화학적 성질
    │   고온에서 산화작용이 심하고산화물의 두꺼운 산화피막인 Fe3C가 이탈된다.
    │   수분과 산소가있으면 상온에서 부식된다.
    │   염수, 화학약품 등에 내식성이 약하며 산에는 부식성이 크나 알칼리에는 작다.
    ├ 기계적 성질
    │   경도          : 60~70 (Hb)
    │   인장강도    : 18~25 (kgf/mm^2)
    │   연신율       : 40~50 (%)
    │   단면수축률 : 70~80 (%)
    │   탄성한도    : 10~14 (kgf/mm^2)
    │   영률          : 21 (kgf/mm^2)
    │   순철은 매우 연하며 단조가 잘되고 용접성이 양호하다. 항복점과 인장강도는 낮고
    │   연신율, 단면수축률, 충격값은 높다.
    └ 용도
          강과 주철의 원료로 사용되며 카아보닐철은 소결재료의 원료로 사용한다.
          투자율이 높기 때문에 변압기, 전동기용 박판 등의 전기재료에 사용한다.
2.2 탄소강
  2.2.1 성질
     ├ 물리적 성질
     │  ├탄소함유량의 증가에 따라 증가하는 성질 : 비열, 전기저항, 항자력
     │  └탄소함유량의 증가에 따라 감소하는 성질 : 비중, 용융점, 열팽창률, 탄성계수,
     │                                                            도전율
     ├ 화학적 성질
     │   탄소강의 내식성은 탄소함유량이 많아질수록 감소한다. 알칼이에는 강하고
     │   산에는 약하며 소량의 구리를 첨가하면 내식성을 증가시킨다.
     │   Cementite(Fe3C)는 Ferrite(α-고용체)보다 부식되지 않으나 Ferrite와 공존하면
     │   Ferrite의 부식을 촉진한다.
     ├ 기계적 성질
     │   탄소강의 표준상태에서 탄소량이 많을수록 가공변형 및 냉간가공이 어렵다.
     │   아공석강에서는 탄소량의 증가와 더불어 항복점, 인장강도, 및 경도가 거의 직선적
     │   으로 증가하다가 공석점에서 최대가 되며 연신율 및 충격값은 감소한다.
     │   과공석강에서는 경도는 증가하고 인장강도는 감소한다.
     │   연신율, 단면수축률 및 충격값은 탄소함유량의 증가에 따라 감소한다.
     │     0.4~0.86%℃의 압연된 강의 인장강도
     │     δB = 20 + 100 X C(kgf/mm^2) [C : 탄소함유량]
     │   인장강도와 브리넬경도와의 관계 : HB = 2.8 X δB
     ├ 온도에 따른 성질변화
     │   온도가 내려갈수록 증가되는 성질 : 경도, 인장강도
     │   온도가 내려갈수록 감소되는 성질 : 연신율, 단면수축률
     │   충격값은 400~500℃ 부근에서 가장 낮아진다.
     ├ 취성의 종류
     │ │           │재료            │온도(℃)  │특징
     │ ├저온취성│철강            │상온이하│-70℃ 부근에서 충격치가 0에 가깝게 되어
     │ │           │                  │           │ 취성을 일으킨다.
     │ │           │                  │           │ 증가 : 인장강도, 경도
     │ │           │                  │           │  감소 : 연신율, 충격치
     │ ├상온취성│P를 함유한 강│상온     │Fe3P로 결정립을 조대화시킨다.
     │ │           │                  │           │  증가 : 인장강도, 경도
     │ │           │                  │           │  감소 : 연율, 냉간가공시 균열발생
     │ ├청열취성│강철            │200~300│200~300℃에서 강표면이 산화착색된다.
     │ │           │                  │           │  상온보다 연신율 저하, 강도가 크다.
     │ ├뜨임취성│Ni-Cr강,       │500~600│담금질 후 뜨임하면 충격값이 감소
     │ │           │                  │           │  방지 : 0.3%의 Mo 및 소량 V, W첨가
     │ │           │Cr강, Mn강   │            │
     │ └적열취성│S를 함유한 강│적열상태│FeS로 존재하여 가열시 용해되어 강의
     │                                                     결정립 사이의 응집력을 파괴한다.
     │                                                      단조, 압연시 균열발생
     │                                                      방지 : Mn을 첨가한다.
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1. 금속재료

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.