금속 재료(Fe, Al)의 경도측정 및 조직관찰

(3) 실험이론
재료의 기초적인 기계적 성질을 측정하고 현미경조직(미세구조를 관찰)과 물리적 성질 및 기계적 성질과의 관계를 논하여 재료공학의 기초지식을 습득하게 한다.
● 철의 성질
순수한 철은 질김과 가단성이 풍부한 금속이다. 연하여 압연이 잘 되기 때문에 얇은 종이보다 더 얇은 판으로도 만들 수도 있다. 철의 용융점은 1,538℃이며, 비등점은 3,000℃보다 약간 낮다. 자연에는 철의 동위원소가 8종류 있으며, 그 중 원자량 56의 것이 가장 많이(91.64%) 존재한다.
고순도의 철은 금(Au)과 같이 공기중에서 산화되지 않는다. 그러나 너무 연하여 강도가 없기 때문에 일반적으로 제찰이라고 하는 모든 철강제품은 사실상 강 또는 주철, 즉 철과 탄소의 합금으로 되어 있다.
고순도의 철은 연하기 때문에 기계나 건축물의 구조재로 사용하기에는 부적합하다. 여기에 강도를 주기 위해 탄소(C)를 첨가한다. 즉, 목탄, 코크스 등은 철을 단단한
강이나 주철로 변환시킨다.
결국 철강의 성질은 0.01~0.7% 정도 함유되어 있는 탄소(C)의 양에 따라 크게 좌우되는데 탄소의 함유량이 적을수록 연하고 늘어나기 쉬우며 탄소량이 증가할수록경도와 강도는 증가하지만 탄성력과 신장률은 감소하는 경향을 나타내고 있다.
주철과 대부분의 강은 철과 탄소의 합금이다. 철(Fe)에 0.05~0.3%의 탄소가 함유된것을 보통강이라고 부른다. 이중에서도 비교적 탄소량이 적은 강은 기계의 구조부분이나 축에 사용되며, 탄소량이 많은 것은 레일 등에 사용된다.
탄소량 0.7~1.3%의 것은 공구강이라고 하며, 금속가공용의 공구가 이것으로 만들어 진다. 공구강은 담금질 열처리가 잘 되기 때문에 쉽게 단단해 진다.
탄소량이 2%이상인 것은 강이라 하지 않고 주철이라고 부른다. 주철에도 여러 종류가 있으나 탄…
● 알루미늄의 성질