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기계공학/재료공학 32

강의 취화 / 강의 취성

1 취화 / 취성 개요 1) 취성의 정의   - 물질에 외력이 가해졌을때 인장강도 이하의 힘에서도 파괴될 수 있는 현상. 메짐이라고도 불림. 2) 특징   - 재료가 외력에 의해 영구변형 하지 않고, 파괴되거나 극히 일부만 영구변형을 일으키고 파괴됨.   - 소성이 결여된 성질.(연성의 반대)   - 파괴의 순간을 예측하기 어렵고 순간적으로 발생함. 3) 취화의 원인   - 불순물   - 온도2 취성의 종류 1) 냉간취성   - 강이 천이온도 0℃ 이하에서 급격히 취약해지는 현상.   - 냉취성, 저온취성, 저온매짐이라함.   - 냉간취성의 강을 담금질+뜨임하여 소르바이트 化 시키면 냉간취성을 감소시킬수 있다. 2) 상온취성   - 상온에서 연신율, 충격치, 피로등이 저하되고 깨지는 현상.   - 재료내..

연마재(알루미나, 탄화규소)

1 알루미나(Al₂O₃)  1) 정의    - 산화 알루미늄을 뜻함.  2) 특징    - 알루미늄원석 보크사이트에서 베이어공정을 통해서 석출가능.    - 전기절연성이 높고(내플라즈마성 포함), 내마모성, 화학안정도가 높다.      * 고순도 알루미나의 결합체로 산업용 강옥(사파이어)를 가공할 수 있음.      * 내열성, 낮은 열팽창성으로 내열소재로 다양하게 활용된다.    - 가격이 저렴하여 세라믹스중 가장 범용성이 높음.  3) 적용   - 연마재    - 절연 부품    - 내열소재    - 공구  2 탄화규소(SiC)  1) 정의    - 규소와 탄소로 이루어진 4족 화합물반도체.    - 반도체 및 연마재로 사용되며 자연상태에서도 발생되며(모이사나이트) 일반적으로 인공적으로 만들어진다. ..

금속의 특성(결함, 응고)

1 금속원자의 특징 1) 금속 원자의 최외각 전자(자유전자)   - 금속 원자들은 자유 전자들의 작용으로 결합되어 있다.   - 금속이 변형되거나 열과 전기가 잘 통하고 광택이 나는 것은 자유전자 때문.  2) 금속 결정   - 결정체의 종류     a 체심 입방 격자(Body Centered Cubic lattice ; BCC)     b 면심 입방 격자(Face Centered Cubic lattice ; FCC)     c 조밀 육방 격자(Hexagonal Close Packed lattice ; HCP)   - 최소 단위를 단위포 또는 단위격자라 함.   - BCC보다 FCC가 원자들이 치밀하게 배열되어 있음   - 탄소원자가 자유롭게 침입할 수 있는 공간을 가진 상태는 FCC 상태이며 이때 탄소..

합금강의 종류

1 합금강 개요  1) 합금강의 정의 : 탄소이외의 합금원소를 함유하는 철합금.  2) 합금강의 특징   - 탄소이외에 가한 원소가 한종류면 0.4%이상, 두종류 이상이라면 합계 0.6%이상일 때 합금강이라함.    - 합금원소 총량이 5%이하면 저합금강, 5~10% 중합금강, 10%이상을 고합금강이라한다. 2 공구용 합금강 1) 탄소공구강(STC)    - C0.6~1.5 조성    - 300~350 ℃ 에서 경도 및 강도 저하 발생.    - 수공구(정, 끌, 톱날) 제작에 사용됨.  2) 합금공구강(STS)    - Cr, W, Ni, V 첨가      * W-Cr : 고온경도 및 강도 내마모성 증가      * Cr-V : 내충격성 공구강, 내마멸성 향상, 내부인성증가    - 450 ℃ 에서 강..

철 상태도

1 상태변화 1) 상태변화의 원인   - 물질의 상태는 온도와 압력에 따라 변한다.    - 대기압 상태에서는 압력의 영향을 무시하고 오직 온도에 따라 상태가 변하는 것으로 간주해도 무방하다.  2) 상태변화의 특징   - 상태가 변하는 현상을 변태라고하며 온도에 따라 α-γ-δ로 변하는 것을 동소변태라고 한다.   - 고체 상태의 순철은 온도에 다라 ‘α-Fe’, ‘γ-Fe’ ‘δ-Fe’을 철의 ‘동소체’라고 한다.      * 온도에 따라 동소 변태가 일어나는 이유는 금속원자들을 결합하고 있는 전자의 분포상태가 온도에 따라 변하기 때문이다.      * 동소변태 온도 : A1 : 723도 / A2 : 770 / A3 : 912 / A4 : 1493      * 매우 천천히 냉각하면 원자들이 충분히 이..

금속변형거동(뤼더스밴드, 가공경화, 탄성여효, 응력이완, 바우싱거효과)

1 뤼더스밴드(Luder's band)  1) 정의 : 상항복점에 도달하면 변형이 갑자기 커지고 재료내 응력이 집중되는 부분에 국부적인 소성변형이 발생하는데 이 지점을 뤼더스밴드라 한다.  2) 원인 : 뤼더스밴드는 결정면에 따라 생기는 슬립현상에 기인한다.  3) 특징 : 45도 경사된 방향으로 가늘고 흐린 불규칙한 줄이 나타나며 하항복점에서 시험편 전체에 퍼진다. 2 가공경화  1) 정의 : 변형이 증가함에 따라 변형저항도 증가하는 현상.   - 변형저항 : 재료를 영구히 변형시키는데 필요한 인장력.   - 가공경화성 : 냉간에서 받는 소성작용력에 따라 변형 저항이 증가하는 성질.  2) 가공경화의 특징    - 가공후 제품이 견고해진다.     - 힘과 변형의 관계에서 증가율뿐아니라 양상이 다르게 ..

가공경화

1 가공경화 개요 1) 정의   - 일반적으로 금속은 가공하여 변형시키면 단단해지며 그 굳기는 변형의 정도에 따라 커지는데 이러한 현상을 가공경화라 한다. 2) 가공경화의 발생 원인   - 가공경화는 소성가공에 의한 전위셀 생성 및 증가에 기인한다. 3) 가공경화의 특징   - 가공경화는 재료의 경도를 높이는 역할을 하며(탄성한도를 높임) 내부 응력으로 인해 재료가 비틀리거나 치수가 부정확해지기도 한다.   - 연성이 낮아져서 충격량이 낮아진다.2 가공경화의 발생 과정 1) 소성가공 측면   - 탄성한도 이상으로 힘을 가하면, 재료는 소성변형이 일어나고 일반적으로 탄성한도가 증가한다. 이러한 증가정도가 가공경화이다.(일반적인 정의의 가공경화) 2) 재료의 거동 측면   - 탄성영역은 1차함수로 나타나지만..

금속의 결정격자

1 체심입방격자(BCC : Body centered cubic lattice)  1) 정의 : 육면체의 구석과 중심에 격자점이 존재하는 공간 격자.  2) 특징    - 각 격자점(格子點)의 배위수는 8.    - 면심입방격자보다 공간이 많은 구조.    - 전연성이 적고 용융점이 높으며 강도가 크다.    - 충진율 : 68%  3) 종류    - Mo, W, Cr, V, a-Fe, d-Fe, Na, Li 2 면심입방격자(FCC : Face centered cubic lattice)  1) 정의 : 원자가 정육면체의 각 정점과 각면의 중심에 배열해 있는 결정 격자.  2) 특징    - 전연성과 전기 전도도가 크며 소성가공성이 우수하다.    - 강도는 체심입방격자에 비해 작다.    - 충진율 : 7..

구리(Cu)

1 구리 개요 1) 구리의 물리적 성질    - 비중 8.96    - 용융점 1083℃ 변태점은 없다.    - 비자성체, 전기 및 열의 양도체이다.       * 전기전도율을 해치는 원소: Al, Mn, P, Ti, Fe, Si, As  2) 구리의 기계적 특징    - 전연성이 우수하여 소성가공 재료로 이용된다.   - 가공 경화 경향이 있다. 600~700℃에서 30분간 풀림하여 연화 가능   - 황산, 질산, 염산에 용해되며 습기, 탄산가스, 해수에 발청된다. 공기중에는 산화피막 형성함.   - 수소병 : 수소가 동 중 확산 침투하여 균열(hair crack)이 발생하는 현상 2 구리합금  1) 황동(Cu-Zn)    ① 황동의 성질      - 가공성, 주조성, 내식성, 기계적 성질, 광택이 ..

항온열처리

1 항온열처리 1) 항온변태 : 오스테나이트로 A1 이하의 항온까지 급랭하고 그대로 항온 유지시켰을때 발생하는 변태. 2) 항온 열처리   - 강을 가열하여 염욕중 냉각할때 특정 온도에서 정지 후 변태시켜 담금질 변형 및 균열을 방지할 수 있는 열처리.   - 고온의 탄소강 조직인 오스테나이트를 일정시간동안 온도를 유지하여 변태를 유도하는 열처리법.   - 코 부근(500도) 에서 연속냉각시 베인나이트 조직이 얻어지고 높은온도에서 냉각시 펄라이트가 얻어진다.  3) 항온 변태곡선(TTT곡선)   - 온도, 시간, 변태의 관계를 나타냄.   - 연속 냉각 변태곡선(S선)2 항온열처리의 종류(항온 담금질) 1) 오스템퍼링(austempering)   - Ar`와 Ar`` 중간 염욕중에 항온 변태 후 상온까지..

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