개념 한 쪽

피복아크용접기능사 금속의 특성과 결정 구조 — 격자 세 가지와 변태점

금속의 성질은 결정 구조에서 출발한다. 체심입방격자(BCC)의 단위격자에는 원자가 2개 들어 있고, 조밀육방격자(HCP)의 배위수는 12다. 순철은 A3(912℃)와 A4(1394℃) 사이에서 면심입방격자(FCC)인 오스테나이트가 된다.

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뜻

체심입방격자(BCC)의 단위격자 원자수는 꼭짓점 8×1/8에 체심 1을 더한 2개다. 3개라는 설명은 틀린다.

순철은 온도에 따라 격자가 바뀐다. α(BCC)에서 912℃의 A3를 지나 γ(FCC)가 되고, 1394℃의 A4를 지나 δ(BCC)가 된다. A3와 A4 사이가 면심입방격자 오스테나이트다.

비중은 이리듐(Ir)이 약 22.5로 텅스텐(W) 약 19.3보다 크다. 반대로 아는 서술은 틀린다.

배위수는 HCP가 12, FCC도 12, BCC는 8이다. HCP는 최조밀 충전 구조다.

조밀육방격자는 영문명 Hexagonal Close-Packed의 약자로 HCP라 쓰고, Mg·Zn·Ti가 이 구조에 든다.

면심입방격자(FCC) 금속은 Cu·Al·Ni·Au·Ag이며 Pb와 γ-Fe도 여기 든다. 크롬(Cr)은 BCC다.

Fe-C 상태도의 공석점은 탄소 약 0.8%에서 오스테나이트가 α와 Fe3C로 동시에 분해되어 펄라이트를 만드는 점이다.

금속은 소성변형이 가능해 전성과 연성이 좋고, 그래서 단조·압연·인발 같은 소성가공이 쉽다. 소성변형이 없어 가공이 쉽다는 설명은 반대다.

철의 자기변태점(퀴리점, A2)은 약 768℃로, 격자 배열은 그대로 두고 강자성에서 상자성으로 자성만 바뀐다. 910℃는 α가 γ로 바뀌는 A3 동소변태점이다.

선지 판단은 구조와 금속을 짝지어 보면 된다. BCC 원자 2개, HCP 배위수 12, HCP는 Mg·Zn·Ti다. FCC는 Cu·Al·Ni·Au·Ag이고 Cr은 BCC다. A3와 A4 사이는 FCC 오스테나이트다. 768℃는 자기변태점, 910℃는 동소변태점이다.

체심입방격자 단위격자의 원자 수는 몇 개인가요?: 2개입니다. 꼭짓점 8개가 각 1/8씩 더해져 1개, 여기에 체심 1개가 더해집니다.
A3와 A4 사이의 순철 결정구조는 무엇인가요?: 면심입방격자(FCC)의 오스테나이트(γ)입니다. A3는 912℃, A4는 1394℃입니다.
768℃와 910℃는 각각 무슨 변태점인가요?: 768℃는 자성만 바뀌는 자기변태점(퀴리점)이고, 910℃는 α가 γ로 바뀌는 A3 동소변태점입니다.

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