안녕하세요. 주철을 공부하다가 탄소함량이 3%의 아공정주철이 열처리시 냉각속도를 느리게하면 기지조직이 페라이트에 흑연이 석출된다고 책에 나와있는데 제 지식으로 이해가 되지 않습니다. 혹시 상태도상 0.8% 공석강의 조직을 펄라이트로 알고 있는데 900도 오스테나이트 영역에서 매우 느리게 서냉한다면 펄라이트가 아닌 페라이트 기지에 흑연이 석출될까요?
전문가분들의 고견 부탁드립니다.
Q1. 아공정주철에서 열처리를 통해 서냉하면 페라이트 조직이 생기는 이유?
Q2. 공석강 펄라이트 조직의 시편을 900도로 가열 후
서냉하면 페라이트와 흑연으로 분리되나?
공지사항
너무 어렵게 생각하지 말고 그냥 좀 편하게 설명드리겠습니다.
주철이라고 해도 기지 조직은 Fe 그 자체이며, 여기에 온도가 내려가서 냉각이 진행됨에 따라 탄화물이 석출하게 됩니다.
탄소의 함량과 냉각 속도에 따라 때로는 그게 탄화물이 아니라 그냥 흑연 그 자체로도 석출이 되죠.
그렇게 생각하면 초정으로 Fe 즉 Ferrite가 형성되는 것은 당연한 결과입니다.
3%라고 하면 그냥 다 흑연이라고 봐도 됩니다.
FeC의 상태에서 약 425도 이상의 온도에서 장시간 유지하게 되면 탄화물이 분해하여 흑연으로 남을 수 있습니다.
API571 같은 곳에서는 이걸 Creep이라고 구분하기도 하고, ASME에서는 Graphitization이라고 구분하기도 합니다.
용어는 다르지만 결과는 같은 내용이고 질문하신 것 처럼 흑연이 유리될 수 있습니다.
그래서 그 온도 보다 더 높은 온도에서 사용하게 되면, 지금까지 사용했던 탄화물이 아닌 새로운 탄화물이 필요하게 되고, 그래서 우리는 일반 구조용 강재에서 Cr 같은 것을 넣어서 좀더 고온에 강한 탄화물을 만들려고 합니다. (철근 콘크리트에서 철근의 역할을 FeC가 담당합니다.)
우리가 저합금강이라고 부르는 고온용 강재는 결국 FeC의 철근이 고온에 견딜 수 없고 심지어 흑연으로 분해하기 때문에, Cr 탄화물을 만들어서 좀더 고온에 잘 견디는 새로운 철근을 만들어서 구조용 강재의 기능을 갖도록 하는 것이지요.