이산화탄소가스아크용접기능사 주철과 주강 — 열처리 조직과 흑연의 모양

열처리는 냉각 방법으로 이름이 갈린다. 강을 오스테나이트 영역으로 가열한 뒤 물이나 기름으로 급냉하는 것이 담금질이며, 이때 마텐자이트가 생긴다. 담금질한 강을 450~570도에서 다시 가열하는 고온뜨임을 하면 소르바이트 조직이 되어 강인성과 탄성이 좋아진다. 스프링강을 830~860도에서 담금질하고 450~570도에서 뜨임하는 처리가 그렇다. 300~450도 뜨임은 트루스타이트다.

표준조직을 만들 때는 A3 또는 Acm선보다 30~50도 높게 가열한 뒤 공기 중에서 식힌다. 이것이 노말라이징이며 결정립을 미세화하고 기계적 성질을 향상시킨다. 표준조직 문제에서는 서서히 식혀 얻는 페라이트, 펄라이트, 시멘타이트를 표준조직으로 보고, 급랭으로 얻는 마텐자이트를 비평형조직으로 가려낸다.

탄소량에 따라 조직 조합이 정해진다. 아공석강은 페라이트와 펄라이트, 공석강은 탄소 약 0.8%로 전부 펄라이트, 과공석강은 탄소 0.8~2.0%로 펄라이트와 시멘타이트의 혼합조직이다.

주강에서도 황은 적열취성의 원인이다. 황이 철과 결합해 저융점의 황화철을 결정립계에 만들면 900도 부근에서 강이 잘 갈라진다. 망간은 황 대신 황화망간을 만들어 적열취성을 막는다. 망간을 약 1~2% 넣은 저망간 주강은 열처리로 펄라이트 조직이 되어 니켈-크롬 주강에 견줄 만한 기계적 성질을 얻고 구조용 부품과 제지용 롤러에 쓰인다. 망간을 10~14% 넣은 고망간강은 오스테나이트 조직이다.

주철은 흑연의 모양과 만드는 방법으로 나뉜다. Fe-Si나 Ca-Si 접종제로 접종하면 흑연이 미세해지고 바탕이 펄라이트가 되어 강도와 인성이 높아지는데 이것이 미하나이트주철이다. 편상 흑연의 결함을 줄이려고 마그네슘, 세륨, 칼슘을 넣어 흑연을 둥글게 만든 것은 구상흑연주철이며 덕타일 주철이라고도 한다. 자동차 주물과 특수 기계 부품에 쓴다.