주철[cast iron]

주철[cast iron]

철-탄소계의 상태도로 표현하면 탄소를 2.0% 이상 함유하는 철합금을 주철이라고 하고, 이것 이하인 탄소함유량의 철합금을 강(鋼)이라고 한다. 

즉 탄소함유량에 강과 주철의 경계가 있다. 이 2.0%라는 값은 오스테나이트 속에 대한 탄소의 용해도한(溶解度限)이다. 

따라서 이것 이상으로 탄소가 용융철에 녹게되면 응고시에 흑연을 정출할 수 있다. 단순히 고려하면 일반적인 화학조성의 주철은 강의 기지 속에 흑연이 체적률에서 10% 정도 존재하는 재료라고 할 수 있다. 

물론 흑연이 전혀 정출하지 않고 탄소가 시멘타이트 (Fe3C)의 형태를 취하는 백색주철도 존재한다. 

본래 주철은 강의 기지에 흑연이 함유된 재료로서 그 분류는 흑연의 형상과 기지조직(매트릭스)의 양면으로 이루어지는 것이다. 

그러나 종래부터 흑연의 형상을 중심으로 주철을 분류해 왔다. 예를들면 구상흑연주철․편상흑연주철․가단주철(괴상흑연) 등과 같다. 

이들 흑연 형상의 ISO규격에 의한 분류를 그림에 나타내고 있다. 여기서 Ⅰ은 편상흑연, Ⅲ은 우충상(芋蟲狀)흑연, Ⅳ와 Ⅴ는 괴상흑연, Ⅵ는 구상흑연이다. 또 한쪽으로 첨가하는 합금의 종류에 따라 크롬주철, 내열주철과 같은 표현법도 쓰이고 있다. 

기지조직에 의한 주철주물의 분류가 JIS규격에 받아들여진 것은 극히 최근(1989년)의 일이다. 

왜 이와 같이 되었는지 생각해 보면, 주철의 조직 속에서 흑연의 형상이 매우 뚜렷하고 현미경 하에서 극히 명백하게 보이기 때문일 것이다. 

그 결과로서 흑연조직에만 주의를 기울이고 기지조직에 빈틈이 보였기 때문이 아니었을까?