안녕하세요
오늘은 어제에 이어서 철-철탄화물(Fe-Fe₃C) 상태도에 대해서 포스팅해보도록 하겠습니다.
1. 상 구조에 영향을 주는 매개변수
2. 매개변수 조건 변화에 따른 상의 상태 (상의 종류)
3. 공정, 공석, 포정 반응
4. 온도, 조성 변화에 따른 미세조직의 변화
5. 상 구성비 계산법
이번 포스팅에선 4번~5번까지 다루도록 하겠습니다.
4. 온도, 조성 변화에 따른 미세조직의 변화
(출처: https://mechaniclove.com/wp-content/uploads/2017/12/phase_diagram_large.gif)
온도, 조성 변화에 따른 미세조직의 변화를
아공석강, 공석강, 과공석강 세 가지로 나눠서 진행하도록 하겠습니다.
* 아공석강, 공석강, 과공석강
① 아공석강: 0~0.76 wt%C 조성인 고체상
② 공석강: 0.76 wt%C 조성인 고체상
③ 과공석강: 0.76~2.14 wt%C 조성인 고체상
① 아공석강
a: 오스테나이트(γ철) 구역
b: 오스테나이트(γ철)+초석 페라이트(α철) 구역
오스테나이트 결정립계에서 페라이트 석출
이때, 형성된 페라이트를 초석 페라이트라고 합니다.
c: 오스테나이트(γ철)+초석 페라이트(α철) 구역
페라이트(초석 페라이트) 입자의 성장
d: 초석 페라이트(α철)+펄라이트(α철+Fe₃C) 구역
공석선(γ↔α+Fe₃C)을 통과하면서 오스테나이트가 펄라이트로 상변태
이때, 공석선을 지나면서 형성된 페라이트를 공석 페라이트라고 합니다.
(출처: 재료과학과 공학 서적)
공석 반응으로 형성된 펄라이트 구조를 보시자면,
페라이트(α철)와 시멘타이트(Fe₃C)가 교대로 쌓아져 있게 됩니다.
즉, 공석 구조는 공정 구조와 유사하게 층상구조를 가지게 됩니다.
② 공석강
a: 오스테나이트(γ철) 구역
b: 펄라이트(α철+Fe₃C) 구역
오스테나이트가 공석점(727℃, 0.76 wt%C)을 지나게 되므로
100% 펄라이트가 만들어지는 지점입니다.
③ 과공석강
a: 오스테나이트(γ철) 구역
b: 오스테나이트(γ철)+초석 시멘타이트(Fe₃C) 구역
오스테나이트 결정립계에서 시멘타이트 석출
이때, 형성된 시멘타이트를 초석 시멘타이트라고 합니다.
c: 초석 시멘타이트(Fe₃C)+펄라이트(α철+Fe₃C) 구역
공석선(γ↔α+Fe₃C)을 통과하면서 오스테나이트가 펄라이트로 상변태
이때, 공석선을 지나면서 형성된 시멘타이트를 공석 시멘타이트라고 합니다.
미세조직은 위의 ① 아공석강 d 지점과 유사하여
미세조직만으로 아공석강과 과공석강을 구별하기는 어려운 특징을 가지고 있습니다.
5. 상 구성비 계산법
① 아공석강 (a: 0.35 wt%C) 일 때
- 페라이트(초석 페라이트+공석 페라이트), 시멘타이트 분율
지렛대 원리를 적용하여 계산이 가능합니다.
- 초석 페라이트와 펄라이트의 분율
- 공석 페라이트의 분율
공석 페라이트=페라이트(초석+공석)-초석 페라이트
=0.95-0.44
=0.39
② 과공석강 (b: 1.20 wt%C) 일 때
- 페라이트, 시멘타이트(초석 시멘타이트+공석 시멘타이트) 분율
- 초석 시멘타이트와 펄라이트의 분율
- 공석 시멘타이트의 분율
공석 시멘타이트=시멘타이트(초석+공석)-초석 시멘타이트
=0.18-0.07
=0.11
이것으로 철-철탄화물(Fe-Fe₃C) 상태도를 마무리하겠습니다.
다음 포스팅은 새로운 주제로 찾아뵙도록 하겠습니다.
감사합니다.
2원계 상태도 철-철탄화물(Fe-Fe₃C) 상태도 (1)
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