기계재료 편람 제1판은 기계재료에 관련한 다양한 데이터들이 금속 및 비금속재료로 구분하여 잘 정리되어 있는 기술도서이다. 제조업 현장에서 사용하는 대부분의 기계재료들의 규격이 체계적으로 수록되어 있어 실무나 관련 업종에서 종사하고 있는 분들에게 도움이 될 만한 책이다. 또한 여러가지 재료에 관련된 기술데이터들도 들어 있으며 두툼하고 묵직한 전문도서이다.
은백색의 금속. 원소기호 Mg, 원자번호 12, 원자량 24.31. 알루미늄과 비교하면 밀도는 1.74g/cm3으로 약 1/3이고, 경금속 중에서는 가장 가볍고 강도도 높다. 이 때문에 항공기용재료로서 주목을 받아왔다. 그러나 내식성에 문제가 있으므로 아직 실용화되고 있지 않다. 마그네슘의 결정구조는 치밀육방정으로 알루미늄과 구리에 비해 가공성은 나쁘고 단단하다. 녹는점은 651℃이다. 마그네슘에 대한 내식성의 양부(良否)는 불순물에 따라 특히 철, 구리니켈 등은 해(害)가 크다. 전해법으로 제조한 지금(地金)은 순도 99.85%로 해수나 식염수 속에 담가두면 단시간에 붕괴되는데, 증류환원법으로 만들어진 합금은 거의 부식을 일으키지 않고 그 내식성은 내식성알루미늄합금에 필적한다. 그 때문에 자기디스크의 ..
피아노선[piano wire] 공석강을 중심으로 하는 성분으로 유황, 인 및 구리 등을 가능한 낮은 농도로 억제한 강을 사용하고, 열간압연 선재(線材)를 미세조직의 트루스타이트가 되도록 연속변태 열처리를 실시한 후 냉간신선(伸線)하고, 그것을 표면이 파랗게 될 정도의 온도로 풀림하여 제조한 강선. 문자 그대로 피아노의 현(弦)에 쓰이며, 또 높은 강도 및 인성으로 느슨하게 고정하였기(내(耐)릴랙세이션성) 때문에 현수교 와이어로프의 재료로 쓰인다. 미세조직의 트루스타이트는 400nm 간격으로 페라이트와 시멘타이트의 층이 겹쳐져 있는 조직으로 냉간신선시 내부에 균혈이나 보이드가 발생하지 않고 강(强)가공도를 부여할 수 있다. 트루스타이트를 생성시키기 위해서는 공석강을 오스테나이트상(相)에서 펄라이트*변태의 ..
베이나이트[bainite] 고온에서 실온까지의 냉각 중에 상변태가 생기는 금속재료에 있어서, 확산이 충분히 생기는 온도영역과 전혀 확산이 생기지 않는 온도영역 중간의 온도영역으로 생기는 금속조직. 탄소강을 냉각 도중에서 중간의 온도영역에 등온 유지했을 때 발견되는데, 적당한 속도의 연속냉각에 의해서도 생길 수가 있으며, 구리합금 등의 비철재료에 있어서도 동종의 조직이 발견되고 있다. 통상 전위 등 격자결함 밀도가 비교적 높은 모상(母相)과 탄화물 등의 석출물로 이루어지는데, 베이나이트가 중간온도 영역 속에서도 온도가 높은 영역에서 생기거나 또는 낮은 영역에서 생김으로써, 전위밀도, 모상의 미시적인 조직, 석출물의 형태를 크게 달리하는 것이 생긴다. 생성온도가 낮은 경우(철강재료에서는 하부베이나이트라고 함..
하부베이나이트[lower bainite] 강의 베이나이트변태에 있어서 350℃ 이하의 마르텐사이트변태 온도에 가까운 영역에서 생성시킨 베이나이트조직. 상부베이나이트가 오스테나이트에서 직접 석출한 탄화물에 의한 것에 대해, 하부베이나이트는 과포화페라이트에서 석출한 탄화물에 의한 것으로, 현미경적으로는 흑색 침상(針狀)으로 보이는 조직. 비교적 단단하다. 상부베이나이트[upper bainite] 강의 베이나이트변태에 있어서 350℃ 이상인 비교적 고온(TTT곡선에서는 코(nose)의 직하)으로 생성되는 베이나이트. 오스테나이트에서 직접 석출한 탄화물(Fe3C)을 포함하는 베이나이트로, 현미경적으로는 깃털 모양으로 보이는 조직으로 관찰된다.
내열합금[heat resistant alloy] 보일러, 증기터빈, 에틸렌제조장치, 항공기의 제트엔진 및 발전용 가스터빈 등 고온에서 운전되는 장치나 기기는 많고, 기술의 발전과 함께 사용온도는 점점 높아지고 있다. 그러한 환경에서 사용되는 금속재료는 고온에서의 기계적 강도를 가짐과 동시에, 고온산화, 고온부식에 대한 저항성이 요구된다. 내열강이나 내열합금은 이 양자의 성질을 만족하여야 한다. 일반적으로 말해 금속의 기계적성질은 온도가 상승하면 매우 저하한다. 예를들면 탄소강의 항복강도는 350℃ 정도가 되면 약 2/3로 되어 버린다. 금속의 고온강도는 녹는점이 높은 금속만 기대할 수 있다. 한편 실온에서 무른 금속이나 고온에서의 내산화성, 내식성의 기본이 되는 산화물이 불안정한 금속은 사용할 수 없다...
금속에 진동적인 기계적에너지를 부여할 때 그것이 외부환경의 영향이 아닌 자신이 감쇠해가는 현상. 감쇠능, 덤핑, 내모(內耗) 등이라고도 한다. 불순물이나 격자간원자의 단범위인 왕복이동(스뇌크피크), 전위선의 진동(보르도니피크), 전위선 핀멈춤에서의 엇갈리기(그라나트-뤼케모델), 전위킹크, 결정립계의 엇갈리기, 강자성체에서는 자벽의 운동 등으로 생긴다. 헤르츠 오더에서 메가헤르츠 오더까지 주파수 범위에 따라 각각 다른 측정장치가 있고, 내부마찰의 강도 즉 에너지흡수강도의 주파수․온도의존성에 의해 금속내부의 제(諸)물성, 주로 격자결함의 다양한 정보가 얻어진다. 내부마찰의 강도는 ①주기적외력의 경우 1주기 중에 잃어버린 에너지의 전탄성에너지에 대한 비(比)로 정의되지만 몇가지 표현법이 있다. ②응력과 변형사..
명칭은 넓은 의미로는 내식성을 가진 합금의 총칭이라고도 볼 수 있는데, 여기서는 협의에 중점을 두어 니켈기내식합금으로 설명한다. 따라서 염산 등 환원성 환경 중에서도 우수한 내식성을 나타내는 니켈기합금의 총칭이라는 것이 내식합금의 정의이다. 여기서 최초로 각종 내식성재료 중에서 니켈기합금이 이런 큰 명칭으로 불리우게 된 이유를 설명하고자 한다. 잘 알려져 있는 내식성재료로는 스테인리스강이 있다. 이 재료는 10.5% 이상의 Cr을 첨가하고 표면에 치밀한 산화물 피막을 형성시켜서, 그 보호작용에 의해 내식성을 높인 철기합금이다. 그 때문에 산화성 환경 중에서는 우수한 내식성을 나타내나 산화성 환경 중에서의 내식성은 떨어진다. 그 개선으로 철보다 비활성금속인 니켈 등을 첨가하는 것이 유효함을 나타내었다. 그..
실리콘[silicon] 실리콘(규소)은 대규모 집적회로의 기반(基盤) 등에 쓰이는 대표적인 반도체재료이다. 지표에는 산소 다음으로 많이 존재하고 약 25%를 차지하는 것으로 일컬어지고 있다. 1824년에 베르셀리우스에 의해 발견되었다. 녹는점은 1412℃, 밀도는 2.328 g/cm3, 결정구조는 다이아몬드형으로 가수(價數) 4를 갖는다. 저항률은 103Ω․m이고, 금속과 절연물의 중간으로 음의 온도계수를 갖는다. 전기적특성은 10-6~10-7 at%의 미량인 불순물이나 격자결함 등 결정의 불완전성에 크게 영향을 미치고, 5가의 인(燐) 등을 첨가하면 n형반도체로 3가의 보론 등을 첨가하면 p형반도체가 된다. 정류기소자, 다이오드, 트랜지스터, 집적회로, 사이리스터, 태양전지 등 각종의 전자공업제품에 쓰..
니켈합금[nickel alloy] 니켈(Ni)합금은 자성, 전기, 내열 및 내식재료 등 용도가 넓다. ①자성재료 Ni합금은 합금원소에 의한 각종 자성재료가 된다. Ni-20～30% Fe합금은 퍼멀로이라고 하여 고투자율재료이다. Ni-50～60% Fe합금은 자기장의 강도가 변화해도 투자율이 변화하지 않는 항(恒)투자율재료가 된다. 또 35.5% Ni- Fe합금은 합금의 자성이 기인이 되어 열팽창계수가 극히 작은 인바(언바)가 된다. 조성을 선택하면 열팽창계수를 변화할 수 있으므로 유리봉입용의 합금으로서 유리와 같은 열팽창계수를 가진 뒤멧*(40～50% Ni-Fe), 코발트(29% Ni-18% Co- Fe)가 만들어지고 있다. 37.5% Ni-12% Cr-Fe에서는 강성율의 온도변화가 작은 엘린바가 된다. ..
분말야금[powder metallurgy] 분말(미립자의 집합체)을 제조하는 기술 및 분말을 원료로 하여 재료(소결재료 또는 소결합금) 및 부품(소결부품)을 제조하는 기술의 총칭. 단 분말의 종류에는 금속에 한정하지 않고 세라믹스도 포함된다. (a) 일반공정 (b) 급냉응고분말과 메커니컬얼로잉분말용 공정 분말야금(소결법)의 공정 분말야금의 일반적 공정은 처음에 분말을 제조하고 2종 이상의 분말을 사용하는 경우는 이들을 소정의 화학조성이 되도록 배합한 후 균일하게 혼합한다. 그리고 일반적으로 금형을 사용하여 압축성형하고 소정의 형상과 치수를 가진 성형체(압분체라고도 함)를 만든다. 이어서 성형체를 주성분의 녹는점 이하의 온도로 가열(소결이라고 함)하면 성분원자의 확산이 활발하게 일어나고 분말입자간의 접착,..
나듐[vanadium] 은회색, 체심입방구조의 금속원소. 원소기호 V, 원자번호 23, 원자량 50.94. 녹는점 1910℃. 밀도 6.11g/cm3(19℃). 주요광물은 갈연석 [Pb5(VO4)3Cl]이나 카르노타이트 [K2(UO2)2․V2O8․ 3H2O] 등 여러 개 있으나 경제적이지 않아서 대부분은 U, Pb, Zn 광석처리의 부산물, 중유화력발전소 연회(煙灰) 등의 원료가 된다. 배소․침출․황산처리에 의해 V2O5로 하고 페로바나듐에 사용한다. 다시 칼슘 환원하여 괴상(塊狀)의 바나듐(99.5～99.9%)이 얻어진다. 산화물, 질화물, 탄화물이 안정하여 생기기 쉽다. 공구강, 내열강 등의 특수강이나 Ti, Al, Zr, Cu 등과의 합금에 쓰인다. 핵연료의 피복재로도 쓰인다.
