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금속 재료에 대한 지식
금속 재료는 금속 및 금속 기반 합금을 포함한 가장 중요한 엔지니어링 재료입니다. 공업에서는 금속과 그 합금을 크게 두 부분으로 나누었다.
(1) 검은색 금속 재료인 철과 철 기반 합금 (강철, 주철, 철 합금).
(2) 비철금속 재료-블랙 금속을 제외한 모든 금속 및 그 합금. < P > 유색금속은 성능 및 특성에 따라 경금속, 녹기 쉬운 금속, 녹기 어려운 금속, 귀금속, 희토금속 및 알칼리 토금속으로 나눌 수 있습니다. < P > (b) 비금속 재료 < P > 비금속 재료에는 내화재, 내화 단열재, 내식성 (산) 비금속 재료 및 세라믹 재료 등이 포함됩니다.
(1) 내화물. 내화재는 고온에서 작용하여 쉽게 손상되지 않는 재료입니다. 일반적으로 사용되는 내화재는 내화석재료, 내화시멘트 및 내화콘크리트이다.
(2) 내화 단열재. 내화 단열재는 내열 단열재라고도 합니다. 일반적으로 사용되는 단열재로는 규조토, 개구리 돌, 유리 섬유 (광산 찌꺼기 면이라고도 함), 석면, 그리고 그 제품들이 있다.
(3) 내식성 (산) 비금속 재료. 내식성 (산) 비금속 재료의 구성은 주로 금속 산화물, 산화 실리콘, 규산염 등으로 이루어져 있으며, 경우에 따라 스테인리스강과 내식성 합금에 이상적인 대용품이기도 하다. 일반적으로 사용되는 비금속 내식 재료는 주석, 흑연, 내산성 시멘트, 천연 내산성 석재, 유리 등이다.
(4) 세라믹 소재. < P > (b) 비금속 재료 < P > 비금속 재료에는 내화재, 내화 단열재, 내식성 (산) 비금속 재료 및 세라믹 재료 등이 포함됩니다.
(1) 내화물. 내화재는 고온에서 작용하여 쉽게 손상되지 않는 재료입니다. 일반적으로 사용되는 내화재는 내화석재료, 내화시멘트 및 내화콘크리트이다.
(2) 내화 단열재. 내화 단열재는 내열 단열재라고도 합니다. 일반적으로 사용되는 단열재로는 규조토, 개구리 돌, 유리 섬유 (광산 찌꺼기 면이라고도 함), 석면, 그리고 그 제품들이 있다.
(3) 내식성 (산) 비금속 재료. 내식성 (산) 비금속 재료의 구성은 주로 금속 산화물, 산화 실리콘, 규산염 등으로 이루어져 있으며, 경우에 따라 스테인리스강과 내식성 합금에 이상적인 대용품이기도 하다. 일반적으로 사용되는 비금속 내식 재료는 주석, 흑연, 내산성 시멘트, 천연 내산성 석재, 유리 등이다.
(4) 세라믹 소재.
2. 일반적으로 사용되는 엔지니어링 재료의 성능 및 특성
(1) 금속 재료
1, 검은색 금속
탄소 함유량이 2.11% (중량) 미만인 합금을 강철이라고 하며, 탄소 합량은 2.11% 보다 큽니다
(1) 강 및 그 합금의 분류. < P > 강철의 역학 성능은 강철의 성분과 김상 조직에 따라 결정된다. 강철의 탄소 함량은 강철의 성질에 결정적인 영향을 미친다.
엔지니어링에서 더 일반적인 분류는
l) 화학 성분별로 분류된다. 탄소강, 저합금강, 합금강으로 나눌 수 있습니다.
2) 주요 품질 등급별로 분류:
① 일반 탄소강, 양질의 탄소강 및 특수 품질의 탄소강
② 일반 저합금강, 양질의 저합금강 및 특수한 품질의 저합금강
③ 일반 합금강, 양질의 합금강 및 특수 품질의 합금강.
(2) 강철 등급 표시 방법. 국가 표준' 철강 제품 등급 표시 방법' 에 따르면 우리나라 철강 제품 등급은 한어병음 자모, 화학기호, 아라비아 숫자가 결합된 표현 방법, 즉
l) 등급의 화학원소가 국제화학원소로 표시된다고 규정하고 있다.
2) 제품명, 용도, 특성, 공예 방법 등은 일반적으로 해당 제품의 한자를 나타내는 한어병음의 약어로 표기된다.
3) 철강 제품의 주요 화학 원소 함량 (%) 은 아라비아 숫자로 표시됩니다.
합금 구조용 강재의 등급은 다음 규칙에 따라 준비됩니다. 숫자는 탄소 함량의 평균을 나타냅니다. 합금 구조용 강철과 스프링 강철은 평균 탄소 함유량의 만분의 몇 분의 1 을 나타내는 두 자리 우로, 스테인리스 내산강과 내열강의 탄소 함유량은 천점으로 표시된다. 평균 탄소 함유량은 .1% 미만입니다 ("" 으로 표시). 평균 탄소 함유량은 .3% 미만이며 "" 으로 표시됩니다 =. 합금 공구강의 평균 탄소 함량이 1.% 이상인 경우 탄소량을 표시하지 않습니다. 그렇지 않으면 천분수로 표시됩니다. 고속 공구강과 볼 베어링 강에는 탄소량이 표시되지 않고 볼 베어링 강에는 용도 기호 "C" 가 표시되어 있습니다. 평균 합금 함량이 1.5% 미만인 사람은 상표에 원소 기호만 표시하고 그 함량은 표시하지 않는다. < P > 예: 강철의 분류에서 양질의 강철은 () 에 따라 분류된다.
a. 화학성분 B. 용도 C. 제련품질 D. 제련방법
답변: C
( 3) 엔지니어링에서 일반적으로 사용되는 강철 및 그 합금의 성능 및 특성.
l) 탄소 구조용 강철. < P > 탄소 구조용 강철 생산 공정은 용접 성능, 압력 가공 성능 등과 같은 우수한 프로세스 성능, 필요한 인성, 우수한 플라스틱, 저렴한 가격, 대량 공급 등 일반적으로 열간 압연 후에 사용됩니다. 교량, 건축, 선박에서 매우 광범위하게 응용되었다. 별로 중요하지 않고 인성이 높지 않은 일부 기계 부품도 광범위하게 선택되었다.
2) 저 합금 고강도 구조용 강재. 저합금 고강도 구조용 강철은 탄소 구조용 강철보다 인성이 높고 용접 성능, 냉열 압력 처리 성능 및 내식성이 우수하며 일부 강종은 바삭한 변환 온도가 낮습니다.
3) 합금 구조용 강철. 합금 구조용 강은 인성이 높은 다양한 중요한 기계 부품 및 부품을 제조하는 데 널리 사용됩니다. 모양이 복잡하거나 단면 크기가 크거나 인성이 높은 급냉 부품 (일반적으로 합금 구조용 강철) 입니다.
4) 스테인리스 내산성 강. 그것은 화공, 석유, 식품기계, 국방공업에서 광범위하게 응용된다. < P > 스테인리스강 사용 상태에 따른 김상조직은 철소체, 마르텐 사이트, 오스테 나이트, 철소체+오스테 나이트 및 침전 경화형 스테인리스강 5 가지로 나눌 수 있습니다. 지금 각종 스테인리스강의 특징을 약술하여
① 철소체형 스테인리스강이다. 크롬은 철소체형 스테인리스강의 주요 합금 원소이다. 고 크롬 강은 고온 산화 내성이 뛰어나 질산용액과 같은 산화성 산 용액에서 내식성이 뛰어나 질산과 질소 비료 산업에서 널리 사용되고 있다. 고 크롬 철소체 스테인리스강의 단점은 강철의 노치 민감성과 취성 전이 온도가 높고, 강철이 가열된 후 결정간 부식에도 민감하다는 것이다.
② 마르텐 사이트 계 스테인레스 스틸. 크롬은 강철의 주요 합금 원소이다. 일반적으로 해수, 담수, 수증기 등과 같은 약한 부식성 매체에 사용되며, 온도가 58 C 이하이고, 일반적으로 힘이 큰 부품과 도구의 제작 재료로 사용됩니다. 이 강철의 용접 성능이 좋지 않기 때문에 용접물로 사용하지 않는 것이 일반적입니다.
③ 오스테 나이트 계 스테인레스 스틸. 강철의 주요 합금 원소는 크롬과 니켈이다. 이런 강철은 인성이 높고, 바삭한 전이 온도, 내식성 및 고온 강도, 내산화성, 압력 가공 및 용접 성능이 우수합니다.
④ 페라이트-오스테 나이트 계 스테인레스 스틸.
⑤ 침전 경화 스테인레스 스틸. 이러한 강철은 주로 고강도 및 내식성이 필요한 컨테이너, 프레임 부품을 제조하는 데 사용되며 증기 터빈 부품과 같은 고온 부품으로 사용할 수도 있습니다.
5) 주강. 주강은 강도, 가소성 및 인성이 뛰어나 다양한 모양, 크기 및 품질의 주물을 주조할 수 있습니다.
( 4) 주철의 분류 및 등급 표시 방법. 대부분의 기계 설비의 상자, 쉘, 받침대, 스탠드 및 힘이 약한 부품은 주철로 제조됩니다. 소형 디젤 엔진의 크랭크축과 같이 충격이 크지 않은 일부 중요한 부품은 잉크 주철로 많이 제조됩니다. 그 이유는 주철이 저렴하고, 절삭 성능과 주조 성능이 우수하며, 재료를 절약하고, 가공 시간을 줄이며, 높은 내마모성, 흡진성, 낮은 노치 민감성 등 필요한 강도와 일부 우수한 성능이 있기 때문이다.
1) 주철의 분류. < P > 흑연의 모양 특성에 따라 주철은 회주철 (흑연으로 조각됨), 구묵주철 (흑연으로 구형됨) 및 가단주철 (흑연으로 덩어리로 뭉쳐짐) 의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. < P > 주철 성분에 합금 원소가 포함되어 있는지 여부에 따라 일반 주철과 합금 주철의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 일반 주철은 일반 주철과 변질 (수태) 주철로 나눌 수 있다.
2) 주철 등급 표시 방법:
① 각 주철에 해당하는 한어병음 문자의 첫 대문자를 주철의 코드로 사용하고, 두 주철 이름의 코드 문자가 같을 경우 대문자 뒤에 소문자를 추가하여 표시할 수 있습니다.
② 일반 요소 C.SI, Mn, S, P 의 기호는 일반적으로 상품명에 표시되지 않지만 특수 효과가 있을 때만 해당 요소 기호와 함량으로 표시됩니다. < P > 3 등급의 코드 뒤에 있는 숫자 세트는 인장 강도 값 (예: 회주철 HT1) 을 나타내고, 두 세트의 숫자가 있을 경우 첫 번째 숫자 세트는 인장 강도 값을 나타내고, 두 번째 숫자 세트는 연신율 값 (예: 연성 주철 QT4-18) 을 나타내며, 두 숫자 세트는 "-"로 구분됩니다.
3) 엔지니어링에서 일반적으로 사용되는 주철의 성능 및 특징:
① 회주철. 기체는 철소체, 주광체 또는 철소체, 주광체가 될 수 있으며, 강철의 조직과 맞먹는다.
② 연성 철. 연성 철의 포괄적 인 기계적 성질은 강철에 가깝습니다. < P > 강철 대신 잉크 주철을 사용하여 크랭크 샤프트, 링크 및 캠 샤프트와 같은 중요한 부품을 제조할 수 있습니다.
③ vermicular 흑연 주철. 연묵주철의 강도는 잉크 주철에 가깝고 인성과 내마모성이 높습니다. 회주철의 주조 성능과 열전도성도 동시에 있다. < P > 연묵주철은 생산시 주로 실린더 헤드, 실린더 라이너, 강철 주형, 유압 밸브 등의 주물을 생산하는 데 사용됩니다.
④ 가단 주철. 가단 주철은 탄소강을 부분적으로 대체할 수 있다.
⑤ 내마모성 주철. 내마모성 주철은 연마 마모 조건 하에서 작동하는 주철로, 높고 균일한 경도를 가져야 한다.
⑥ 내열 주철. 내열주철은 난로 백플레인, 열 교환기, 클램프 냄비, 열처리로 내 운송 체인 등 고온에서 작동하는 주물이다.
⑦ 내식성 주철. 내식성 주철은 주로 밸브, 파이프, 펌프, 용기 등과 같은 화학 부품에 사용됩니다.
2, 비철금속
l) 알루미늄 및 그 합금. < P > 산업용 순수 알루미늄은 전선, 케이블, 그릇 및 배합 합금을 만들 수 있다. 알루미늄 합금은 큰 하중을 받는 기계 부품 및 구성요소를 만드는 데 사용할 수 있습니다.
① 방청 알루미늄 합금 (LF). 주로 용접물, 컨테이너, 파이프 또는 중간 하중을 받는 부품 및 제품에 사용되며 리벳으로도 사용할 수 있습니다.
② 경질 알루미늄 합금 (LY). 저 합금 경질 알루미늄은 소성이 좋고 강도가 낮다. 주로 리벳을 만드는 데 사용됩니다. 리벳 경질 알루미늄이라고도 합니다. 표준 경질 알루미늄 합금 강도 및 소성은 중간 수준입니다. 주로 압연, 단조, 펀치, 프로펠러 블레이드 및 대형 리벳과 같은 중요한 부품에 사용됩니다. 고합금 경질 알루미늄 합금 원소 함량이 많고 강도와 경도가 높으며 소성 및 변형 가공 성능이 떨어집니다. 중요한 핀, 샤프트 등의 부품을 만드는 데 사용됩니다.
③ 초 경질 알루미늄 합금 (LC). < P > 이런 합금은 내식성이 좋지 않고 고온에서 연화가 빨라 항공기 대들보, 랜딩 기어 등 힘이 큰 중요한 구성요소를 만드는 데 많이 쓰인다.
④ 단조 알루미늄 합금 (LD). 이런 합금은 주로 중하중을 받는 단조와 단조에 쓰인다.
2) 구리 및 그 합금. 구리 합금은 강도와 소성이 높고 탄성 한계와 피로 한계가 높으며 내식성, 알칼리성, 마찰 감소성 및 내마모성이 우수합니다. < P > 일반 구리 합금은 황동, 청동, 백동으로 나뉜다.
① 황동 (h). 아연을 주요 합금 원소로 하는 구리 합금을 황동이라고 한다.
② 청동 (q). 청동은 원래 구리 주석 합금을 가리키지만, 공업에서는 알루미늄 실리콘 납 등을 함유한 구리 기반 합금을 청동이라고 부르는 것이 습관이 되었다.
3) 니켈 및 그 합금. 니켈 및 니켈 합금은 화학, 석유, 유색금속 제련, 고온, 고압, 고농도, 혼합불순물 등 각종 가혹한 부식 환경에서 비교적 이상적인 금속 재료이다.
4) 티타늄 및 그 합금. 티타늄은 용융점이 높고, 열팽창 계수가 작으며, 열 전도성이 나쁘고, 강도가 낮고, 소성이 좋다. 티타늄은 내식성과 내열성이 우수하며, 대부분의 오스테 나이트 스테인리스강보다 항산화 능력이 뛰어나며, 고온에서 티타늄재는 여전히 높은 강도를 유지할 수 있다. < P > 상온에서 티타늄은 내식성이 뛰어나 대기, 해수, 질산, 알칼리 용액 등 매질에서는 안정적이지만 어떤 농도의 불화수소산에서도 빠르게 용해될 수 있다.
5) 납 및 그 합금. < P > 납은 대기, 담수, 바닷물에서 안정적이며 납은 황산, 인산, 아황산, 크롬산, 수소산 등에 대한 내식성이 좋다. 납은 질산의 부식에 내성이 없고 염산에서도 불안정하다.
6) 마그네슘 및 그 합금. 마그네슘 합금은 항공공업의 중요한 구조재로, 큰 충격과 진동 하중을 견딜 수 있으며, 우수한 가공 성능과 마감 성능을 갖추고 있다. 단점은 내식성이 떨어지고 노치 민감성이 크며 주조 공정이 복잡하다는 것이다