피복아크용접기능사 신에너지 재료 — 섬유 강화 금속과 형상기억

섬유 강화 금속 복합재료(FRM)의 강화섬유는 크게 금속계와 비금속계로 나뉜다. 금속계는 텅스텐, 티타늄, 베릴륨, 칼륨 같은 금속 원소이고, 비금속계는 SiC와 Al2O3 같은 세라믹이다.

FRM의 기지 금속으로 가장 많이 쓰는 것은 비중 약 2.7의 알루미늄이다. 경량이면서 고강도여야 하므로 마그네슘과 티타늄도 기지 금속으로 쓰인다.

형상기억합금은 실온까지 온도를 내려 다른 형상으로 변형시켜도, 다시 가열해 일정 온도 이상이 되면 원래 형상으로 돌아온다. 변태점 이하에서 변형되어도 재가열하면 마텐자이트 변태의 가역성으로 복원된다.

대표적인 형상기억합금은 니켈-티타늄계 니티놀이다. 의료기기와 안경테에 쓰이고, 잠수함과 우주선 같은 극한 환경의 파이프 이음쇠(커플링)에도 쓰인다.

고장력강은 연강보다 같은 강도에서 판 두께를 줄일 수 있어 중량이 절감되고 취급이 쉽다. 다만 용접성이 나빠 기량에 따라 품질이 달라지므로 품질이 일정하다는 것은 장점이 아니다.

고장력강 용접은 저수소계 용접봉과 짧은 아크, 좁은 위빙, 사전 청소가 원칙이다. 긴 아크는 수소를 흡수해 균열과 기공을 만든다.

마르에이징강은 고니켈 저탄소에 시효 석출경화를 더한 강이다. 1370~2060MPa의 인장강도와 높은 인성을 가진 석출경화형 스테인리스강의 일종이다.

연자성 재료는 투자율이 크고 보자력이 작다. Ni-Fe계 퍼멀로이가 대표이며 변압기와 전동기 철심에 쓰인다.

용접용 고장력강은 망간-규소강, 몰리브덴 함유강, 인 함유강처럼 합금 원소로 강도를 높인 강종군이다. 주강은 주조 제법에 따른 분류라 여기에 들지 않는다.