Fe-c 상태도 그리기 - fe-c sangtaedo geuligi

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 Fe-C 상태도와 조직모든 금속재료는 그 조성과 온도가 정해지면 일정한 조직을 갖게 된다. 

이 조성-온도-조직의 관계를 나타내는 것을 상태도(相態圖, phase diagram)라고 하고, 금속

재료의 가장 중요한기초적 성질을 나타내는 그림이다. 탄소(C)를 고용한 철(Fe)의 기본조직으로

서 페라이트(ferrite, α), 오스테나이트(austenite, γ), δ 의 3종류가 있다. 그림은 Fe-C 2성분계, 

즉 탄소강의 평형상태도(平衡相態圖)를 상세하게 나타낸 것이다.

평형상태도란 어떤 조성의 합금을 액체 상태에서 아주 천천히 냉각했을 때 조성-온도-조직의

관계를 나타낸 것이다. 그림에서 곡선A-B-C는 액상선(液相線, liquidus, liquid line)이라 하고

이 선보다 높은 온도영역인 [L]에서는 재료가 액체로 되어있음을 나타낸다. 액체금속의 온도가 

내려가면 액상선으로 교차하는 점(온도)에서는 재료가 응고를 시작하고 [L+γ]영역에서는 용융금속

에서 응고를 완료한 고상(固相)의 γ상과 액체(L)가 공존하고 있다. 또 액상이 없는 영역은 모든 

응고가 완료된 고상만이 존재하는 상태를 나타내고 있다.

이때 응고를 개시하는 온도선을 고상선(固相線, solidus, solid line)이라고 한다. 예를 들어 

탄소(C)를 0.3% 포함한 Fe를 약 1600℃로 용융한 상태(액체금속)에서 냉각을 행하는 경우의 조직

변화를 생각해 보면, 약 1510℃의 X점에 있어서 탄소를 고용한 BCC구조의 δ相이 정출(晶出)하기

시작하고, 포정반응의 변화를 거쳐 약 1470℃의 Y점에서 전량 응고하여 탄소를 고용한 FCC구조

의 γ相으로 변화한다. γ相의 온도가 내려가 약 810℃에서 BCC구조의 상이 석출(析出)하기 시작하고, 

723℃(S) 에서「P」로 나타내는 퍼얼라이트가 석출하는데, 이것은 α相과 혼합된 조직이다. 

그 후에는 상태의  변화가 없이 냉각하고 실온에서는 페라이트와 퍼얼라이트(α+P)조직이 된다.

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