가스질화법[gas nitriding] 강의 질화를 가스로 하는 방법. NH3를 사용하는 경우와 NH3와 공기 그 밖의 혼합가스를 사용하는 경우가 있는데, 후자를 연질화라고 하여 전자와 구별한다. 강을 NH3 기류 속에서 500～550℃로 가열, 냉각한다. NH3가스가 강의 표면에서 분해하고 원자상의 질소로 되어 강 속에 확산한다. 통상 NH3의 분해는 20～35%로 상당한 NH3가 분해되지 않는 채 방출한다. Fe와 N의 화합물로서는 Fe4N, Fe3N, Fe2N 순(順)으로 생기지만 Fe2N은 취약하므로 가능한 한 생성되지 않도록 주의할 필요가 있다. 가스침탄법[gas carburizing] 강(鋼)을 침탄하는 방법으로 탄소를 함유하는 가스를 사용하는 처리법. 대부분 프로판, 부탄과 공기의 혼합가스를 ..
구리의 화합물은 청녹색을 띤 것이 많으나, 갑각류, 연체동물의 혈액에 함유되는 헤모시아닌은 인체의 헤모글로빈에 해당하는 녹색의 구리색소로서 색소를 운반하는 작용이 있다. 혈청을 칼럼 분리하면 얻어지는 셀룰로플라스민도 청녹색으로 1분자 중 7개의 구리를 가진 구리단백질이고 철의 대사에 관여하는 산화효소이다. 또 적혈구에 들어있는 저명한 금속효소의 수퍼옥시드지스무타아제는 구리 2개와 아연 2개를 가지고 초산화물의 불균화반응을 촉매하여 생체보호의 기능에 관여하고 있다. 구리는 금, 은과 더불어 인류가 가장 오래 전부터 알아왔고 사용했던 금속이다. 최고의 사용에 대해서는 메소포타미아 북부에서 기원전 6000년 또는 아나톨리아 및 이란 고원지대에서 기원전 8000년기라고 하는 설 등, 발굴에 따라 연대가 거슬러 ..
Fe를 함유한 헤모글로빈은 적색, Mg을 함유한 엽록소는 녹색이기 때문에 옛날부터 알려져 왔으나, 아연은 화합물이 무색이기 때문에 그 생체 속의 기능도 연구가 지연되었다. 더욱이 아연은 화학적으로 양쪽성원소로서 천연수 속에도 보편적으로 존재하므로 불순물로 되기 쉽다. 인체에서도 피부, 뼈, 혈액, 생식기 등에 분포하고 있다. 그리고 대부분 효소의 활성중심인 것이 최근 알려지고 있다. 호흡작용을 영위하는 탄산탈수효소, 알코올분해에 관계되는 알코올탈수소효소, 단백질소화효소인 카르복시펩티다아제 등이 저명하다. 34000의 분자량 속에 1개의 Zn을 함유한 카르복시펩티다아제는 생화학적 성질이 가장 잘 연구된 금속효소이다. 인간이 아연 부족의 상태가 되면 성장의 정지, 피부․모발의 손상, 생식기능부전 등의 질병을..
금속에 있어 결정구조의 기본은 전도전자와 +이온의 쿨롱인력에 의해 치밀한 응집체를 구성하므로, 최밀한 구조를 취하는 것으로 생각해도 좋을 것이다. 이온이 너무 가까우면 강한 반발력이 작용하여 원자간거리가 저절로 유지된다. 이렇게 하여 금속에서는 다른 결합양식에는 발견되기 어려운 최밀구조(close packed structure) 또는 이것에 준하는 구조를 택하게 된다. 전도전자에 의한 금속결합 이외의 결합요소가 혼재하면 구조는 복잡해진다. 우선 대표적인 구조와 요점을 살펴보기로 한다. 면심입방격자 (Face Centered Cubic lattice, F.C.C) 이 구조는 최밀하고 등방적으로 연성․전성에 풍부한 금속이 갖는 대표적인 구조이다. 위 그림 에 나타난 단위격자(unit cell)에 의해 배치 ..
냉간가공과 열간가공에 대해서 알아봅시다. 금속의 가공에는 냉간가공(cold working)과 열간가공(hot working)의 두 가지가 있다. 금속은 고유의 재결정(recrystallization)을 일으키는 온도가 있어서 그 온도 이하의 비교적 저온도에서 하는 가공을 냉간가공 또는 상온가공이라고 한다. 그 재결정온도 이상의 높은 온도 영역에서 하는 가공을 열간가공(고온가공)이라고 한다. 금속을 비롯한 고체는 일정한 힘에 의해 변형되면 원래대로 돌아가지 않는 성질인 소성이 있다는 점을 이용한 가공 방법을 소성가공이라 하며 일반적으로 프레스 가공이라 한다. 금속은 가열하면 열팽창을 일으키며 변형되기 때문에 가능한 한 냉간가공으로 하고, 가공물의 재질의 경도가 높은 경우 등에는 열간 가공을 이용한다. 또한..
구리[copper] 적색의 금속. 원소기호 Cu, 원자번호 29, 원자량 63.55, 밀도 8.96g/cm3(20℃). 면심입방의 결정구조를 가지고 녹는점은 1085℃이다. 가공이 쉽고 내식성에도 우수하고 강도도 비교적 강하다. 또 전기전도성, 열전도성도 좋아 전선이나 화학장치, 건축재 등에 이용되고 있다. 구리에 아연이나 주석, 알루미늄, 니켈 등을 첨가하여 합금으로 하면 기계적성질이 향상되고, 또 철강보다 내식성이 좋으므로 공업분야에서 널리 쓰이고 있다. 구리광석은 철이나 아연, 납, 금, 은의 광석과 함께 산화물이나 황화물로 산출되는데, 현재 구리정련에는 황동석(CuFeS2)과 휘동석(Cu2S)이 쓰인다. 채굴된 상태의 광석은 구리품위가 1～5%이므로 부유선광법에 의해 20～25%까지 올려서 정련의..
물체가 소성변형을 시작하는 것. 물체의 변형을 계측하는 정밀도에 따라 물체의 소성변형 개시시 판단이 좌우된다. 여기서 하나는 내력이라는 척도로 물체의 항복강도를 정의하는 입장, 또 하나는 하중-변위관계에서 현저한 현상을 마크하여 그것을 항복의 척도로 하는 입장이 있다. 전자의 척도로서 보통 사용되는 것은 0.2%내력이다. 이것은 단축인장시험에 있어서 제하했을 때 0.2%의 소성신장이 남는 응력값이다. 실제로는 하중-변위곡선을 이용하여 결정하고 있다. 후자는 소성변형이 현저히 시작될 때 하중-변위곡선에 확실히 한 굴곡, 응력의 저하나 정체 등을 볼 수 있는 경우의 정의이다. 굴곡점의 응력을 항복점응력, 응력의 저하가 있을 때는 그 이전의 극대응력을 상항복점, 저하 후의 극소응력을 하항복점이라고 칭하고, 응..
불변강(Invarible steel) 주위의 온도가 변하더라도 재료가 가지고 있는 열팽창계수, 탄성계수 등의 특성이 변하지 않는 합금강을 말한다. (1) 인바(Invar) 온도가 상승되어도 길이가 변하지 않는다는 뜻. 200℃ 이하의 온도에서 열팽창 계수가 현저하게 작다는 특징이 있다. 줄자, 표준자, 시계의 추 등에 쓰인다. ① Ni을 36% 함유한 Fe＋Ni계 합금(C 0.2% 이하, Ni 35～36%, Mn 0.4%) ② 상온에서 탄성계수가 대단히 적고 내식성이 우수하다. ③ 용도는 줄자, 시계태엽, 바이메탈 등에 쓰인다. ※바이메탈(Bimetal)：팽창계수가 다른 2종의 금속편을 첨부하여 온도조절이나 접점 개폐용으로 사용한다. ∙200℃ 이하에서 열팽창계수가 적고, 20℃에서 1.2×10－6이며 ..
기계제조 산업 분야에서는 다양한 재료가 이용되고 있는데 크게 분류하면 금속 재료와 비금속 재료로 나뉘고, 금속 재료는 철강 재료 및 비철금속 재료로 나뉜다. 재료는 기계 설계시 결정되며, 조립 도면과 부품 도면에 기입되는 것이 보통이다. 아래에 많이 사용되고 있는대표적인 기계 재료에 대해 간략히 설명한다. (1) 철강 (탄소강) SM45C와 SS400으로 대표되는 철강은 저렴하고, 용접성이 우수하고, 다양한 열처리가 가능하다는 등의 특징이 있다. 다음은 가장 많이 사용되는 재료 중 하나이다. SS 재와 SC 재료의 차이 SS 재와 SC 재료의 차이에 대해서는 기억해 두어야 한다. SS 재료는 강도를 기준으로 한 탄소강이다. 예를 들어, SS400은 인장 강도가 400 N / mm 2 이상의 탄소강이다. ..
침탄[carburizing] 기어, 베어링, 샤프트 또는 엔진의 캠과 같은 기계부품에서는 부품 전체의 인성이 요구됨과 동시에, 마모에 견디기 때문에 표면이 단단하여야 한다. 여기서 철강 속에 탄소를 첨가하면 경도가 올라가는 것을 이용하여 재료의 표면에 탄소를 침입시켜 표면층 만을 경화시키는 것이 침탄이다. 표면에 탄소를 침입시키는 방법으로 고체침탄법, 가스침탄법, 액체침탄법이 있다. 고체침탄은 침탄시키고자 하는 부품을 목탄 및 촉진제와 함께 상자 속에 밀봉하고 850～950℃에서 수시간 가열한다. 가스침탄은 탄화수소가스와 공기를 반응시켜 생성한 RX가스라고 불리우는 가스 등의 침탄성가스 속에서 침탄시킨다. 침탄은 대부분 이 방법으로 이루어진다. 액체침탄은 NaCN 또는 KCN 등의 시안화합물에 NaCl을..
원소주기율표 4A, 5A 또는 6A족 금속의 탄화물 분말을 Fe, Co 또는 Ni의 철족금속에서 소결 결합한 합금의 총칭. 실용합금으로는 1923년 Schröter 특허에 기초하여 1926년부터 시판된 WC-Co합금(비디아합금)이 최초인 것이다. 현재 사용 합금은 크게 구분하면 WC-Co계와 WC-TiC-Ta(Nb)C -Co계의 2종이 있고, Co량, TiC량, Ta (Nb)C량, 탄화물 입도 등을 조절함으로써 특성을 대폭 변형시키는 것이 가능하다. WC-Co합금은 주철이나 비철금속용 절삭공구, 각종다이스, 플러그, 젠치미어롤, 모르건롤 등의 내마모공구, 착암기용 비트 등의 광산․토목용 공구, 초고압발생용 부품재료에 쓰이고, WC-TiC-Ta(Nb)C-Co합금은 다른 경질재료와 함께 주로 강의 절삭용 공..
브론즈(bronze)라고도 부르며 Cu에 Sn을 더한 Cu-Sn2원합금(주석청동)이 기본으로, Cu- Sn-Zn, Cu-Sn-Zn-Pb계의 청동(납들이청동, 포금), Cu-Sn-Pb계의 연청동, Cu- Sn-P계의 인청동이 있다. 청동은 청동기시대라고 일컬어지는 고대부터 주물용합금으로 존재하고 계속 이용되어 왔다. 원료가 되는 구리와 주석, 아연(납을 함유)의 산출이 청동기시대를 형성하였으나, 지금은 청동유물이 구리합금 주물 중에서 가장 생산량이 많다. 이것은 청동의 주조성이 좋기 때문에 복잡한 형상의 주물을 만들기 쉽다는 것, 내식성, 내마모성, 피삭성이 우수하다는 것 등에 기인한다. 일본의 경우 수질이 청동에 적합하므로 온수의 급배수용 밸브에는 청동이 쓰이고 있다. 센물인 서양에서는 황동이 많이 쓰이..
