보통 주철에 Ni을 첨가하였을 때의 설명으로 옳은 것은?
- 흑연화를 저지한다.
- 칠(chill)화를 돕는다.
- 절삭성을 좋게 한다.
- 펄라이트와 흑연을 조대화 한다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · Ni(니켈)은 주철에서 흑연화를 촉진하는 원소입니다. 흑연화가 촉진되면 조직 내에 흑연이 생성되어 절삭 시 칩이 잘 부서지고 낙하하기 때문에 절삭성이 향상됩니다.
Ni는 주철에서 흑연화를 촉진하여 칩 분리를 용이하게 하므로 절삭성을 향상시킨다.
개념 한 쪽
압연기능사 열처리 종류 — 주철 합금과 조직 특성
주철과 강의 조직과 성질은 합금원소와 열처리 또는 냉각 조건에 의해 달라진다. 탄소와 규소의 비율은 주철의 조직을 결정하는 핵심 변수이고, 특정 원소 첨가는 흑연화나 절삭성, 제진성 등 기계적 성질에 영향을 준다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「열처리 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 합금원소의 흑연화 영향 | 1 | 합금원소가 주철의 흑연화와 절삭성에 미치는 영향 |
| 주철의 주요 상 화학식 | 1 | 주철을 구성하는 시멘타이트의 화학식을 고르는 문제 |
| 제진성 우수 재료 판단 | 1 | 진동 흡수 특성으로 제진합금을 판단하는 문제 |
뜻
마우러 조직도는 주철의 조직 변화를 예측하는 도표로, 주된 축은 탄소(C) 함량과 흑연화 촉진 원소인 규소(Si)의 함량이다. 규소는 흑연화를 촉진하므로 탄소와 규소의 조합에 따라 백주철, 보통주철, 흑연주철 등의 조직이 결정된다. 망간(Mn)이나 황(S)은 주된 조직 분류 변수로 보지 않는다.
주철에 니켈(Ni)을 첨가하면 흑연화가 촉진되어 절삭성이 향상된다는 특성이 있다. 흑연이 형성되면 절삭 시 칩 분리가 용이해져 가공성이 좋아진다. 니켈은 조직을 미세화하는 경향이 있다는 설명은 있지만, 주된 실무적 영향은 흑연화 촉진에 따른 절삭성 개선이다.
회주철은 층상 흑연을 포함하는 조직을 가져 진동 에너지를 흡수하는 제진성이 우수하다. 이 때문에 진동 흡수가 필요한 베드나 기대 등 구조에 주로 사용된다. 반면 구상흑연주철은 흑연이 구형을 이루어 회주철보다 인성과 피로강도가 높아 피로 저항성이 우수하다.
시멘타이트는 철(Fe)과 탄소(C)가 결합한 금속간 화합물로 화학식은 Fe3C이다. 이 화합물은 강도와 경도를 높이는 반면 취성화를 유발하므로 철강과 주철의 물성 해석에서 중요한 역할을 한다.
예제
문제에서는 합금 원소와 주철 조직의 관계를 물을 때가 많다. 예를 들어 보통주철에 Ni 첨가가 절삭성을 향상시키는 이유를 묻는다면, Ni가 흑연화를 촉진하여 칩 분리가 용이해진다는 설명을 선택해야 한다. 또 제진성 우수 재료를 고르는 문제에서는 층상 흑연을 포함한 회주철이 제진성이 크다고 판정해야 한다.
대표 기출 3문항
주철의 상(相)중 시멘타이트의 화학식으로 옳은 것은?
- FeC
- Fe3C
- Fe3P
- Fe3O2
정답과 해설 보기
정답 ② · 주철이나 탄소강의 상 조직 중 시멘타이트(Cementite)는 철(Fe)과 탄소(C)가 결합한 금속간 화합물입니다. 그 화학식은 철 3원자와 탄소 1원자가 결합한 Fe3C입니다.
시멘타이트는 철과 탄소가 결합한 금속간 화합물로, 철 3원자에 탄소 1원자가 결합한 Fe3C가 정확한 화학식이다.
다음 중 비감쇠능이 큰 제진합금으로 가장 우수한 것은?
- 탄소강
- 회주철
- 고속도강
- 합금공구강
정답과 해설 보기
정답 ② · 진동이나 충격을 받았을 때 에너지를 흡수하여 진동을 빨리 감쇠시키는 성질을 제진성(감쇠능)이라고 합니다. 보기 중 회주철은 조직 내에 층상 흑연이 포함되어 있어 진동 에너지를 흡수하는 능력이 매우 우수하여 베드나 기대 등 진동 방지가 필요한 곳에 널리 사용됩니다.
층상 흑연이 진동 에너지를 흡수하여 제진성이 뛰어난 제진합금은 회주철이다.
자주 묻는 물음
- 마우러 조직도에서 무엇을 보는 것이 핵심인가?
- 마우러 조직도는 주철의 탄소 함량과 규소 함량에 따른 상변태와 조직 분포를 나타내므로, 축으로 표시된 C와 Si의 조합이 핵심이라는 점을 확인하면 된다.
- 니켈을 주철에 첨가하면 어떤 효과가 나타나는가?
- 니켈은 흑연화를 촉진하여 절삭 시 칩 분리가 용이해지므로 절삭성을 향상시키는 효과를 보인다.
- 제진성이 큰 제진합금으로 무엇을 고르는가?
- 층상 흑연을 포함하여 진동 에너지를 흡수하는 회주철이 제진성이 크므로 제진합금으로 우수하다.
이 개념 문제 10개 풀기 회원용
압연기능사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.