철-탄소 상태도 (EKD)
강의 지도: 가열하고 냉각할 때 실제로 무슨 일이 일어나는가
AI generated 철- 상태도는 재료공학에서 가장 중요한 지도다. 어떤 온도와 탄소 함량에서 강이 어떤 조직이 되는지 — 그리고 그래서 할 때 비드가 왜 경화되는지를 보여준다. EKD를 읽을 줄 알면 경화, 균열 민감성, 열처리를 그냥 외우는 대신 이해하게 된다.
(EKD)는 모든 강이 어디에 위치하는지 보여주는 지도다. 가로축에는 함량, 세로축에는 온도가 있다. 이 상태도는 네게 말해준다: 이 온도와 이 C 함량에서는 네 강이 정확히 이 조직이 된다.
순철은 가열할 때 두 번의 격자 변태를 거친다. 911 °C 아래에서는 다 — 연하고 잘 변형되는 체심입방격자 조직으로, 를 거의 녹일 수 없다 (최대 0,02 %). 911 °C와 1392 °C 사이에서는 가 되는데, 이는 면심입방격자로 를 훨씬 많이 받아들인다 (최대 2,06 %). 바로 이게 핵심이다: 는 에는 잘 녹고, 에는 사실상 안 녹는다.
강을 천천히 냉각하면, 는 를 다시 떠나려 한다. 723 °C — 펄라이트 온도 — 에서 는 와 (탄화철 Fe₃C)의 미세한 혼합물로 분해된다. 이 줄무늬 혼합물을 라고 한다. 0,8 % 에서 공석점이 있다: 전체가 한 번에 가 된다. 그 아래 (0,02–0,8 % C)에서는 먼저 가 생기고 나머지가 가 되며, 그 위 (0,8–2,06 % C)에서는 먼저 결정립계에 가 생기고 나머지가 가 된다.
2,06 % 에서 강 영역이 끝나고 주철이 시작된다. 주철은 가 너무 많아 응고할 때 흑연이나 레데부라이트가 생긴다 — 그래서 취성이 있고 주조는 되지만 단조는 안 된다.
용접공인 너에게 EKD는 비드에서 일어나는 모든 일에 대한 설명이다. 할 때 는 강을 900 °C 이상으로 가열한다 — 전부 가 된다. 그다음 가 빠르게 냉각되면, 는 로 석출될 시간이 없다. 대신 격자가 갑자기 뒤집혀 를 형성한다 — 유리처럼 단단하고, 취성이며, 균열에 취약하다. 가 많을수록 는 더 단단하고 더 위험하다.
그래서 두 가지 지표가 중요하다: 탄소 함량은 최대 를 결정하고, 냉각 속도는 그중 실제로 얼마나 생기는지를 결정한다. 둘을 합치면 네가 왜 두꺼운 판을 예열하고 고탄소강은 조심해서만 용접하는지 설명된다.