탄소강의 온도별 변화 과정에 대해 설명해보세요.

일반적으로 탄소강에 열을 가해주면 그 조직이 변하게 된다. 이는 탄소강의 연속냉각곡선을 분석하면 어떠한 온도에서 어떤 형태를 가지는지 쉽게 알 수 있다. 탄소강의 경우에는 철금 속에 탄소가 포함되어 있는 형상으로서 둘(탄소, 철)사이에는 긴밀한 관계가 있다. 탄소강에 열을 가하면 탄소와 철의 관계가 변하는데 이것을 상변태라고 한다. 일정온도에 따라서 탄소강의 격자구조가 변하고 이에 따라 기계적 성질이 변한다. 담금질, 뜨임, 풀림과 같은 열처리 방법을 사용하여 탄소강의 조직을 바꾼다.

해설 및 핵심용어정리

(1) 탄소강의 열처리

탄소강은 열을 받으면 강도나 성질이 달라진다. 이때 여러 온도로 가열·냉각 등의 열 변화를 주는 것을 열처리라고 한다. 탄소강에 열처리를 하는 방법에는 담금질, 뜨임, 풀림 등이 있다.

(2) 담금질

담금질은 강철을 더욱 강하게 하기 위해 탄소 함유랑에 따라 750~900℃ 정도로 가열하여 물이나 기름 속에서 갑자기 냉각시키는 방법이다. 담금질을 한 강철은 강도는 훨씬 커지지만, 메진 성질과 충격에 약하여 부러지기 쉬운 결점이 있다.

(3) 뜨임

뜨임은 담금질한 강철이 지닌 결점인 메진 성질과 충격에 약한 성질을 없애기 위하여 담금질한 강철을 100~500℃ 정도로 1시간쯤 가열했다가 천천히 식히는 방법이다. 뜨임을 한 강철은 강도는 약간 줄지만 끈기는 한층 강해져서 구부렸다 폈다 할 수 있게 된다.

(4) 풀림

풀림은 단조(금속을 두들기거나 눌러서 필요한 형체로 만드는 일)나 압연(회전하는 2개의 롤러 사이에 가열한 금속을 넣어 막대나 판으로 만드는 일)한 강철의 조직을 고르게 하려고, 600~850℃ 정도로 가열한 후 공기 중에서 천천히 식히는 열처리 방법이다.