피복아크용접기능사 순철과 탄소강 — 5원소와 입계부식

탄소강에 함유된 대표 5원소는 C, Si, Mn, P, S다. Si와 Mn은 유용한 원소이고 P와 S는 유해 불순물이다.

오스테나이트계 스테인리스강의 입계부식은 Cr 탄화물이 입계에 석출되는 예민화가 원인이다. 방지법은 저탄소화, Ti·Nb 안정화, 고온 가열 후 급냉하는 용체화처리다.

풀림처리는 서냉이라 Cr 탄화물을 다시 석출시켜 예민화를 조장한다. 그래서 입계부식 방지법이 아니다. 크롬 탄화물 형성 시효처리도 같은 이유로 방지책이 아니다.

니켈(Ni)은 조직을 안정화해 강인성, 내식성, 내산성, 저온 충격 저항을 높이는 대표 합금 원소다.

킬드 강괴는 충분한 탈산제로 기체 발생을 억제한 완전 탈산강이다. 탄소 함유량 0.3% 이상이고 조직이 치밀·균일하며 방향성이 좋아 합금강, 단조용강, 침탄강의 원재료가 된다. 상부 수축관은 산화되어 압착되지 않으므로 잘라낸다.

합금강의 특수 원소는 Ni, Cr, Mo, W, V 같은 금속 원소로 입자 조정, 변태속도 변화, 소성가공성 개량을 맡는다. 황(S)은 적열취성을 일으키는 유해 불순물이라 첨가 목적에 어긋난다.

저망간 주강은 열처리(불림)로 펄라이트 조직을 얻어 니켈-크롬주강에 견줄 만한 기계적 성질을 가진다. 구조용 부분품과 제지용 롤러에 쓰인다.

주철의 성장은 600℃ 이상에서 가열과 냉각을 반복할 때 영구히 팽창하는 현상이다. 원인은 Fe3C 흑연화, 흡수 가스 팽창, A1 변태 반복에 의한 미세 균열, 흑연 틈으로 산소가 침투하는 내부 산화다.

주철의 성장을 막으려면 흑연을 미세화하거나 구상화하고, 탄소와 규소를 낮추며 크롬을 첨가한다. 반복 가열·냉각은 성장의 원인을 그대로 두는 일이라 방지책이 아니다.