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 금속 열처리

 

■ 강의 열처리 개요

     강(鋼, steel)이란 기본적으로 鐵(Fe)과 2.0%이하의 炭素(C)와의 합금을 말하는 것으로, 현재 공업 및 토목건축용 재료로서 가장 널리 사용되고 있는 금속재료이다. 모든 금속재료의 생산량 중에서 강이 차지하고 있는 비율은 대략 80% 정도이다. 이와 같이 강이 널리 사용되는 이유는 염가로써 여러가지 성질을 다양하게 변화시킬 수 있고, 또 우수한 강도(强度, strength)와 함께 소성가공이 용이하므로 원하는 형상의 제품으로 제조하기가 쉽기 때문이다.
     즉 자동차의 차체에 사용되는 강판은 연성이 우수하여야만 하는 반면에 절삭공구에 사용되는 강은 충분히 경화되어 내마모성이 커야만 한다. 또한 자동차의 축이나 대형선박의 프로펠러 축 등은 강도와 인성(靭性, toughness)을 겸비하여야 한다. 그리고 면도날도 극히 경도가 우수해야만 한다.
     이와 같이 매우 연한 강판에서부터 극히 경한 공구강에 이르기까지 여러 가지 다양한 용도에 적합한 성질을 갖추어 주는 것은 주어진 강의 적절한 열처리에 의해서 주로 이루어지고 있다.
일반적으로 강에 열처리를 실시하는 이유는 다음 사항 중 어느 한가지 목적을 달성하기 위함이다.

① 냉간가공에 의하여 발생된 응력을 제거한다거나 또는 불균일 냉각에 의한 응력을 제거하기 위한 것이다.
② 열간가공된 강의 결정립조직을 미세화시키기 위한 것이다.
③ 바람직한 결정립조직을 유지하기 위한 것이다.
④ 경도를 감소시키고 연성을 향상시키기 위한 것이다.
⑤ 경도를 증가시켜서 내마모성을 향상시키기 위한 것이다.
⑥ 사용중 충격에 견딜 수 있도록 인성을 향상시키기 위한 것이다.
⑦ 피삭성을 향상시키기 위한 것이다.
⑧ 공구강의 절삭능력을 향상시키기 위한 것이다.
⑨ 전기적 성질을 향상시키기 위한 것이다.
⑩ 강의 자기적 성질을 개선하기 위한 것이다.

     위 사항에 대한 구체적인 내용이 본 페이지의 주된 내용이 될 것이고, 여기서는 우선적으로 강의 열처리에 대하여 논하기 전에 강이란 무엇이며, 또 강의 내부구조는 어떻게 이루어져 있는지를 간단히 알아 보는 것이 도움이 되리라 생각한다. 

● 강(鋼)이란 무엇인가 ?

◆ 탄소강과 특수강

     모든 강은 기본적으로 철과 탄소로 이루어진 합금이라고 부르는 것이 가장 적절하다. 일반적으로 2.0%C 이하의 철강재료를 鋼이라 하고, 2.0%C 이상의 철강재료를 주철(鑄鐵, cast iron)이라 규정하고 있으나, 1.3∼2.5%C범위의 철강재료는 실용성이 없으므로 공업적으로 거의 생산하지 않고 있다.
     한편 강은 탄소강(炭素鋼, carbon steel)과 특수강(特殊鋼, special steel)으로 분류되는데, 여기서 우리는 탄소강과 특수강의 구분을 명확히 할 필요가 있다. 탄소강은 기본적으로는 Fe와 C의 2원합금이지만 일반적인 탄소강에는 C 이외에 Si, Mn, P, S 등의 불순물이 소량 함유되어 있는데, 이들 원소는 특별히 어떤 목적을 위해서 첨가된 것이 아니라 제선과정중에 광석이나 scrap으로부터 혼입되었든가 아니면 정련과정에서 첨가된 것이 잔존하는 것이기 때문에 이들 원소가 함유되어있다 할지라도 특수강이라 부르지 않는다. 한 예로 KS규격에 기계구조용 탄소강재로 규정된 SM 45C강의 공칭성분은 0.45C, 0.75Mn, 0.04P, 0.05S 및 0.22Si 이다.
     한편 특수강을 정확히 정의한다는 것은 쉬운 일은 아니지만, 일반적으로는 탄소강에서는 얻을 수 없는 특수한 성질을 얻기 위하여 1종 또는 그 이상의 합금원소를 첨가시킨 강을 말한다.  그 예로서 스테인리스강은 Cr을 12%이상 첨가하여 내식성을 향상시켰고, 합금공구강은 Cr, Mo,V 등의 원소를 첨가하여 내마모성과 더불어 열처리특성을 향상시킨 특수강의 전형적인 예이다.
 

◆ 탄소량에 따른 분류

     대부분의 탄소강에 있어서 함유된 탄소량에 따라서 강의 성질과 적절한 열처리방법이 결정되기 때문에 가장 중요한 원소는 탄소이다. 이와같이 탄소량의 실제적인 중요성 때문에 탄소강을 분류하는 한가지 방법이 바로 이 탄소량에 따른 분류이다.
     일반적으로 0.3wt% 이하의 탄소를 함유하는 탄소강을 저탄소강(低炭素鋼, low carbon steel) 또는 연강(軟鋼, mild steel)이라고 부르고, 0.3∼0.6wt%의 탄소량을 함유하는 탄소강을 중탄소강(中炭素鋼, medium-carbon steel), 그리고 0.6wt% 이상의 탄소량을 가진 탄소강을 고탄소강(高炭素鋼, high-carbon steel)이라고 한다. 고탄소강 중 0.77%C 이상의 탄소강을 특히 공구강(工具鋼, tool steel)이라고 부른다. 한편 1.3wt% 이상의 탄소를 함유하는 강은 몇가지 공구강을 제외하고는 거의 사용되지 않고 있다.
 

● 강(鋼)과 열처리(熱處理)

     전술한 바와 같이 강의 용도가 다양하고 그 사용량도 큰 이유는 첫째, 탄소량에 따라서 기계적성질이 현저하게 변화된다는 것이다.  표 1.1은 순철(0%C), 0.2%C강 및 0.8%C강을 서냉시킨 후의 항복강도를 나타낸 것으로서, 탄소량이 0%에서 0.8%로 증가함에 따라 항복강도가 4배 이상 증가하고 있는 것을 보여주고 있다.


     이와같이 서냉시켰을 때 탄소량이 증가함에 따라서 강도가 높아지는 이유는 시멘타이트(cementite : Fe3C)라고 불리우는 철탄화물의 양이 증가되기 때문이다. 즉 이 탄화물은 매우 硬하기 때문에 강 속에 존재하게 되면 강도 및 경도를 향상시키게 된다.
     강이 널리 사용되는 또 하나의 이유는 열처리에 의해서 그 기계적성질을 매우 다양하게 변화시킬 수 있다는 것이다.  즉 다른 금속재료에 비해서 열처리효과가 매우 현저하기 때문에 그 응용범위가 확장되고 있는 것이다. 그림 1.1은 Fe-0.8%C강을 900℃로부터 냉각시킬 떄 냉각속도에 따른 항복강도의 변화를 나타낸 것으로 냉각속도가 증가됨에 따라 항복강도가 급격하게 증가된다는 사실을 알 수 있다.  즉 이 3개의 시료는 동일한 탄소량을 함유할지라도 열처리시 냉각방법에 따라서 기계적성질이 변화하고 있다.  이와같이 냉각속도에 따라 강도가 증가되는 이유는 강의 내부조직이 변화되기 때문인데, 실제로 모든 금속재료의 성질(특히 기계적성질)은 그 금속의 내부구조에 거의 직접적으로 의존하고 있다.  우리는 이 내부구조를 흔히 미세조직(微細組織, microstructure)이라고 부른다.
     한편 탄소강의 경우 동일한 탄소량에서도 열처리방법에 따라서 경도가 현저하게 달라진다는 것을 나타내고 있다.  따라서 탄소량과 열처리의 조합으로서 필요한 경도 및 강도를 용이하게 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
     결국 열처리를 한마디로 요약하면 「필요한 성질을 얻기 위하여 금속내부의 미세조직을 변화시키는 가열 및 냉각조작」이라고 말할 수 있다.  역으로 말하면 미세조직의 변화를 수반하지 않는 가열 및 냉각과정은 기계적성질의 변화를 거의 나타내지 않으므로 열처리라고 말하기는 어렵다는 것이다.
 

 ●  철 및 강의 결정구조

     모든 금속은 특별한 경우(비정질)를 제외하고는 고체상태에서 규칙적인 원자배열을 하고 있다.  이것이 금속의 일반적인 특징중의 하나이다.  결정이란 원자가 규칙적인 배열을 하고 있는 것을 말하며, 금속의 결정은 매우 미시적인 것이므로 육안으로는 볼 수 없고 X-선으로 조사해야만 확인할 수 있다.

◆ 철의 결정구조

     순철을 상온으로부터 가열하면서 그 체적변화를 측정하면 910℃ 및 1390℃에서 큰 변화가 일어나는 것을 볼 수 있다.  이것은 이 온도를 경계로 하여 결정격자가 갑자기 변화하기 때문으로, 910℃를 A3변태점, 1390℃를 A4변태점이라고 부른다. 순철은 A3변태점 이하의 온도에서는 체심입방격자(體心立方格子, body-centered cubic : BCC)의 형태를 나타내는데, 입방체의 각 꼭지점(8개)에 1개씩, 그리고 입방체의 중심에 1개의 원자가 존재하는 형태이다.  이것을 금속조직학에서는 α鐵(α-Fe)라고 부른다.  
     또한 A3변태점과 A4변태점 사이의 온도에서 순철은 면심입방격자(面心立方格子, face-centered cubic : FCC)의 형태를 나타내는데, 이 결정격자의 원자배열은 8개의 꼭지점에 각각 1개씩의 원자가 존재하는 것은 BCC와 동일하지만 체심에는 원자가 없고 입방체의 6면 중심에만 각각 1개씩의 원자가 존재한다.  이것을 γ鐵(γ-Fe)이라고 한다.
한편 A4변태점 이상 융점(1534℃)까지는 재차 BCC구조로 변하는데, 이것을 δ鐵(δ-Fe)이라고 부른다.  
이와같이 동일한 물질이 어느 온도를 경계로 하여 가역적으로 결정구조를 바꾸는 변태를 동소변태(同素變態, allotropic transformation)라고 한다.
 

◆ 동소변태시의 체적변화

     위에서 나타낸 원자충진율의 결과로부터 알 수 있듯이 BCC결정구조를 가지는 α철이 FCC결정구조를 가지는 γ철보다 밀도가 작다.  즉 γ철이 α철보다 좀더 밀집된 원자배열을 하고 있다.  그러므로 순철을 상온으로부터 가열하면 열팽창에 의해서 체적이 팽창하다가 910℃에서 α철이 γ철로 변태하면 갑자기 체적이 수축하게 된다. 계속해서 가열하면 열팽창에 의한 체적팽창을 일으키다가 1390℃에서 재차 BCC구조인 δ철로 변태하면서 급격한 체적팽창을 일으킨다.
     반대로 1390℃ 이상의 온도로부터 냉각시키면 위 과정이 역으로 나타나게 된다.  1390℃에서의 급격한 수축 및 910℃에서의 급격한 팽창을 나타낸다. 특히 910℃에서의 급격한 체적팽창은 후술하는 퀜칭열처리시 변형 및 균열 등의 문제점을 일으키는 기본원리로 작용하므로 독자들은 이 사항에 대한 특별한 이해가 필요하다.
 

◆ 강의 고용체

     강은 철과 탄소의 합금이므로 철의 결정격자의 틈사이에 소량의 탄소가 함유된 형태로 되어 있다. α철이나 γ철이나 모두 고체이고, 여기에 고체탄소를 함유할 수 있으므로 이러한 상태를 고용체(固溶體, solid solution)라고 부른다. 고용체에는 2종류가 있다. 하나는 용매원자인 Fe 격자 사이에 비교적 원자반경이 작은 탄소원자(용질원자)가 들어가 있는 침입형 고용체(侵入型固溶體, interstitial solid solution)이고, 또하나는 Fe 격자내에 Cr이나 Ni과 같이 거의 원자반경이 비슷한 원자가 용매원자인 철원자의 일부를 대치한 치환형 고용체(置換型固溶體, substitutional solid solution)이다. α철에 탄소가 함유된 고용체를 페라이트(ferrite), γ철에 탄소가 함유된 고용체를 오스테나이트(austenite)라고 부른다. 페라이트내에 탄소의 고용한계는 상온에서 0.008%, 723℃에서 0.02%인 반면에 오스테나이트내에 탄소의 고용한계는 723℃에서 0.8%, 1147℃에서 2.0%로서 오스테나이트 속에 고용될 수 있는 탄소량이 훨씬 많다.  
     탄소량이 더욱 많아져서 페라이트나 오스테나이트에 대한 고용한계를 넘어서면 Fe와 C가 일정한 원자비로서 결합된 화합물인 시멘타이트(cementite : Fe3C)가 형성된다. 이 시멘타이트는 탄소와의 화합물이므로 탄화물이라고 하며, 전술한 고용체와는 근본적으로 다른 상이다.  즉 페라이트나 오스테나이트와 같은 고용체는 일반적으로 온도에 따라 용질원소인 탄소의 고용한계가 변화되지만 시멘타이트는 어느 온도에서건 항상 중량%로 6.67%(원자%로는 25%)의 탄소를 가지고 있다.
     이와 같이 성분금속원자들이 비교적 간단한 정수비로 결합되고, 복잡한 결정구조를 가지는 합금을 금속간화합물(金屬間化合物, intermetallic compound)이라고 하며, 경도가 높고 매우 취약한 특징을 갖고 있다.
 

◆ 침입형자리(interstitial site)

     페라이트나 오스테나이트나 결국 모두 Fe격자내에 탄소원자가 함유되어 있는 침입형 고용체이고, 용매원자인 Fe격자사이의 틈자리에 탄소가 존재한다는 것도 알았다.  그런데 여기서 우리는 실제로 탄소원자가 존재하는 자리가 어딘지를 알 필요가 있다.   


     8면체틈자리와 4면체틈자리의 크기에는 큰 차이가 있다.  표 1.2는 FCC와 BCC의 침입형자리와 그 크기를 나타낸 것이다.  철원자의 형상이 구형이고 서로 접촉해 있다고 가정할 때 오스테나이트(FCC)에서 8면체틈자리의 크기(반경)는 0.52Å이지만, 4면체틈자리의 크기는 0.28Å에 불과하다.  즉 오스테나이트에는 4면체틈자리보다 8면체틈자리에 침입형원자가 침입하기 쉽다는 것이다.  따라서 탄소원자는 8면체틈자리에 쉽게 침입할 수 있지만, 이 틈자리의 크기(0.52Å)보다 탄소원자의 반경(0.7Å)이 더 크기 때문에 격자팽창을 피할 수는 없다.
     한편 표 1.2에서 알 수 있는 바와 같이 페라이트에서의 침입형자리의 크기는 오스테나이트에서보다 훨씬 작다.  즉 8면체틈자리의 크기는 0.19Å, 4면체틈자리의 크기는 0.35Å에 불과하다.  이와같이 BCC구조인 페라이트내의 침입형자리의 크기가 작기때문에 오스테나이트보다 탄소를 수용하기가 어려워진다.  따라서 앞 절에서 언급한 바와 같이 페라이트내에 탄소의 고용한계는 오스테나이트에서보다 훨씬 작을 수밖에 없는 것이다.
     만일 오스테나이트의 8면체틈자리(0.52Å)에 존재하는 많은 탄소원자가 급랭시에 BCC의 8면체틈자리(0.19Å)에 갖혀 있게되면 격자변형은 피할 수 없게 되어 결국 입방정구조(cubic structure)가 정방정구조(tetragonal structure)로 변하게 된다.  이렇게 해서 형성된 조직을 우리는 마르텐사이트(martensite)라고 부르며, 강을 경화시키기 위한 열처리의 궁극적인 목적은 바로 이 마르텐사이트조직을 형성시키기 위한 것이다.  
 

◆  결정립

     금속의 결정구조는 극히 미시적인 크기의 단위이므로 현미경을 통해서는 볼 수 없고 X선 회절을 통해서 그 형태를 확인할 수 있을 뿐이다.  그러나 금속의 한면을 경면(鏡面)상태로 연마한 후 나이탈(nital)과 같은 산으로 부식시키면 조직을 관찰할 수 있다.  이 조직을 보면 무수히 많은 작은 입자들이 모여서 금속을 이루고 있다는 것을 알 수 있다.  이 하나하나의 입자를 결정립(結晶粒, grain)이라 하고, 결정립간의 경계를 결정립계(結晶粒界, grain boundary)라고 부른다.

⑴ 결정립 형성과정
     이 결정립 형성과정의 초기단계에서는 소위 "결정핵"의 형성이 있게되는데 액체의 온도가 응고점에 도달하자마자 용액의 일부에서는 이 결정핵이 형성되기 시작한다.  형성된 결정핵이 성장하면서 용해잠열이 방출되고, 이 열이 외부로 전달되면서 결정핵은 결국 인접한 결정과 부딪칠 때까지 계속 성장한다.  이렇게 생성된 결정립계 부위에서는 원자배열의 불규칙도가 크며, 이때의 불규칙도는 응고가 진행됨에 따라 잔류용액에 농축되는 용질원소가 많아질수록 더욱 커진다. 결정립계가 흔히 내부식성이 가장 약한 이유는 바로 이러한 원자의 불규칙배열에 의한 것이다. 따라서 결정립계는 금속재료분야에서 하나의 결함(면결함)으로 분류되지만 다음에 서술되는 기계적성질에는 매우 큰 영향을 미친다.

⑵ 결정립크기와 기계적성질
     결정립크기는 금속의 종류, 불순물 등에 의해서 영향을 받는다. 그림 1.10의 ⒜는 순철, ⒝는 저탄소강의 페라이트조직을 동일한 배율(100배)로 나타낸 것으로, 탄소가 소량 함유된 저탄소강의 결정립이 훨씬 미세하다는 것을 알 수 있다. 또한 결정립크기는 냉각속도에도 관계하는데, 일반적으로 냉각속도가 클수록 결정립은 미세해진다.
     이러한 결정립의 크기에 따라 기계적성질에 많은 영향을 주는데, 항복응력과 결정립크기와의 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립된다.
                                                                                    (5-10)
  여기서   = 항복강도
              = 입내에서 전위의 이동을 방해하는 마찰응력
                = 상수
                = 결정립의 직경
  이 식을 Hall-Petch 관계식이라 하는데, 대부분의 결정질 재료의 항복강도는 결정립크기가 미세할수록 증가한다는 것을 나타내고 있다.  이와같이 결정립이 미세할수록 금속의 항복강도뿐만 아니라 피로강도 및 인성이 개선되므로 실제로 금속재료분야에서 결정립의 미세화는 매우 중요한 기계적성질 개선책으로 이용되고 있다.
 

● 확산

     전술한 바와 같이 열처리란 금속내에 상변태를 일으켜서 기계적성질의 개선을 도모하는 조작방법이다.  그리고 강의 열처리시 나타나는 상변태는 후술하는 마르텐사이트변태만을 제외하고는 모두 확산을 동반하는 변태이므로, 열처리에 대한 기초지식으로서 확산에 대한 기본개념을 파악하는 것도 매우 중요하리라 생각된다.  
일반적으로 액상이나 고상내에서 어느 성분의 농도차가 존재하면 그 성분은 농후한 부분으로부터 희박한 부분으로 이동하게 되는데, 이것을 확산(擴散, diffusion)이라고 한다.  
 

◆ 확산기구(mechanisms of diffusion)

     그러면 실제로 금속내에서 원자들은 어떻게 이동하는가?  이에 대한 기구로서는 여러가지가 있지만 여기서는 가장 일반적인 기구인 침입형 확산기구(侵入型擴散機構, interstitial mechanism)와 공공 확산기구(空孔擴散機構, vacancy mechanism)에 대해서만 알아보기로 한다.

⑴ 침입형기구
     어느 침입형자리에 위치하는 침입형원자가 용매원자들의 위치는 변화시키지 않고 최인접 침입형자리로 이동하는 기구를 침입형기구라고 한다. 그림 1.1(a)는 FCC 격자의 (100) 면에서의 침입형원자를 나타내는 것이다. 침입형원자 1이 침입형자리 2로 이동하기 위해서는 용매원자인 3과 4가 약간씩 바깥쪽으로 이동되어야만 한다. 즉 침입형원자가 인접한 침입형자리로 이동하기 위한 통로가 마련되어야만 한다. 이와 같은 장애물이 극복되는 속도가 결국 침입형원자의 확산속도를 결정해주는 것이다.  
     따라서 이 침입형기구에 의해서 확산하려고 하는 원자는 용매원자에 비해서 크기가 작아야만 용이하고, 실제로도 탄소(C)나 질소(N)와 같이 비교적 크기가 작은 침입형원자의 확산이 이 기구를 통해서 이루어지고 있다. 즉 강에서 일어나는 탄소의 이동은 전적으로 침입형확산이라 할 수 있고, 이 침입형기구에 의한 확산은 후술하는 공공기구에 의한 확산보다 비교적 용이하게 일어난다.

⑵ 공공기구
     절대온도 0oK(-273℃)에서 금속결정은 결정격자에 완전히 원자가 배열된 상태로 되어 있다. 그러나 온도가 상승하면 원자가 격자점으로부터 방출되어 비어있는 격자점이 생기게 된다. 이와같이 원자가 방출되어 비어있는 격자점을 공공(空孔, vacancy)이라고 한다.  
     이 공공에 인접한 어떤 원자가 공공으로 점프하여 이동할 때 공공기구에 의해서 확산하고 있다고 말한다. 그림 1.1(b)는 FCC 격자에서 공공에 인접한 원자가 공공으로 점프하여 이동하는 과정을 보여주는 것이다. 원자직경을 라 할 때 1번 원자와 2번 원자 사이의 간격은 0.73이므로 주어진 원자가 그림의 화살표와 같이 인접한 공공으로 이동할 때 요구되는 1번 원자와 2번 원자의 변위는 그다지 크지 않다. 그럼에도 불구하고 공공기구에 의해서 확산하는 철원자가 침입형기구에 의해서 확산하는 탄소원자에 비해서 훨씬 느리게 확산하는 이유는 탄소원자 주위에는 침입형자리가 항상 존재하지만 철원자 주위에 공공이 존재할 확률은 희박하기 때문이다.

그림 1.1 확산기구의 개략도           (a) 침입형기구  (b) 치환형기구 

◆ 확산의 이용

     전술한 바와 같이 강의 열처리는 상변태를 일으키는 조작방법이고, 또한 강의 상변태는 무확산변태(無擴散變態, diffusionless transformation)마르텐사이트변태만을 제외하고는 확산을 동반하는 확산변태(擴散變態, diffusional transformation)이므로 매우 중요한 현상이다. 특히 표면경화처리방법으로서 매우 널리 행하여지고 있는 침탄(浸炭, carburizing)이나 질화(窒化, nitriding)처리는 확산현상을 직접 이용하는 방법이므로 실제적인 관점에서나 확산의 관점에서나 그 중요성은 매우 크다.  이외에도 석출(시효 또는 템퍼링시), 확산풀림(균질화풀림) 및 결정립성장 등도 확산과 직접적으로 관련되는 현상이다. 

◆ 확산에 영향을 주는 인자

     확산에 영향을 미치는 인자는 여러가지가 있다.  첫째로, 온도가 높아짐에 따라 원자의 움직임이 활발해지므로 확산속도가 빠르게 되고, 또 가공변형이 있는 경우에 확산은 용이하게 일어난다.  특히 조직이나 첨가원소의 종류나 양에 따라서 확산속도가 변화된다.  예를 들면 α철보다 γ철에서 탄소가 확산하는 것이 더 용이하다.    

● 변태와 조직

◆ 변태와 변태점

     일상생활에서 사용되는 변태란 용어와는 달리 금속에서는 급작스런 변화 즉 금속의 결정구조가 변화되는 것을 변태(變態, transformation)라고 한다. 순철을 가열하면 α철은 점차로 팽창하다가 어느 온도(A3변태점)에 도달하면 갑자기 수축을 일으키게 된다. 이 갑작스런 변화(변태)는 전술한 결정구조의 변화에 의해서 일어나는 것이다. 변태를 일으키는 온도를 변태점(變態点, transformation temperature)이라고 부른다.  

◆ 강의 5가지 변태

     강에서는 A0, A1, A2, A3 및 A4의 5가지 변태가 있다. 이중에서 A3변태는

α철(체심입방격자) ←----→ γ철(면심입방격자)
910℃

으로 나타내지는데, 전술한 바와 같이 결정구조가 변화된다. A1, A4변태도 결정구조의 변화이다. 따라서 이들 변태는 고체 내에서 원자배열의 변화를 일으켜야만 하므로 변태온도의 변동을 약간 초래한다. A3변태점을 예로 들면 가열시의 변태점을 Ac3, 냉각시의 변태점을 Ar3로 표시하여 구분한다. 첨자 c 및 r은 불어의 chauffage (가열), refroidissement (냉각)의 첫글자를 나타낸다.
     A2변태는 순철이 자성을 잃는 변태, A0변태는 시멘타이트가 자성을 잃는 변태를 말한다. 이들 변태는 결정구조의 변화를 수반하지 않으므로 결정구조의 변화를 수반하는 순수한 변태와 구별해서 자기변태(磁氣變態, magnetic transformation)라고 불리워진다. 한편 퀜칭할 때도 후술하는 바와 같이 A를 사용한 Ar', Ar''이라고 하는 변태가 있다.
 

◆ 변태와 조직변화

     변태는 결정구조의 변화이므로 결정립조직 즉 현미경조직도 변한다. 따라서 조직명의 첫글자에다가 start(개시)의 첫문자인 s를 붙여서 변태개시온도를 나타내고, finish(종료)의 첫문자인 f를 붙여서 변태종료온도를 나타낸다. 예를 들면 다음과 같다.

        Ms : 오스테나이트 → 마르텐사이트로의 변태개시
        Mf : 오스테나이트 → 마르텐사이트로의 변태종료
        Ps : 오스테나이트 → 펄라이트로의 변태개시
        Pf : 오스테나이트 → 펄라이트로의 변태종료

     강의 열처리와 관계가 깊은 변태는 특히 A1과 A3변태로서, 후술하는 철-탄소계 상태도는 탄소량에 따른 변태점의 변화를 그림으로서 나타낸 것이다. 

● 탄소와 합금원소의 역할

◆ 강의 강도와 탄소

     앞 절에서 강을 분류할 때 탄소량에 따라서 저탄소강, 중탄소강 및 고탄소강으로 분류하였지만 다음과 같이 분류하는 방법도 있다.

        극연강 ------------ 0.2%C 이하
        연  강 ------------ 0.2∼0.3%C
        반경강 ------------ 0.3∼0.5%C
        경  강 ------------ 0.5∼0.8%C
        최경강 ------------ 0.8∼1.5%C

     탄소가 철중에서 화합하면 시멘타이트(Fe3C)라고 하는 탄화물이 형성되는데, 이 시멘타이트는 비커스 경도 HV=1100정도로 매우 硬한 화합물이다. 더구나 1%의 탄소는 15%의 Fe3C를 형성하므로 이것이 탄소가 강을 硬하게 하는 이유이다.
     강의 퀜칭경도는 탄소량이 증가함에 따라 커지지만 이것은 0.6%C까지만 해당되는 것이고, 이 이상 탄소량이 증가해도 퀜칭경도는 증가되지 않는다. 그림 1.2는 이것을 나타낸 것으로서, 약 0.6%C까지는 탄소량에 따라 퀜칭경도가 증가되지만 그 이상 탄소량이 증가하여도 HRC 65 이상으로는 되지 않는다.

 

그림 1.2. 강의 탄소량과 퀜칭경도와의 관계 

◆ 탄소량과 성질의 변화

     탄소강의 성질은 기본적으로 탄소조성에 의해서 결정되며, 탄소량이 일정해도 가공상태나 열처리조건에 따라서 그 성질은 현저하게 변화된다. 본절에서는 표준상태의 탄소강의 성질에 관해서만 공부하기로 하고, 가공이나 열처리에 의한 성질변화는 다음 장에서 서술하기로 하자.
     우선 표준조직이라고 하는 것은 탄소강을 A3 및 Acm 온도 이상 30∼50℃로 가열하여 균일한 오스테나이트로 만든 후 상온으로 공랭시켰을 때에 형성되는 조직으로서, 아공석강에서는 페라이트와 펄라이트, 공석강에서는 펄라이트, 그리고 과공석강에서는 시멘타이트와 펄라이트로 된다.

⑴ 물리적 성질과 화학적 성질

     전술한 바와 같이 강은 페라이트와 시멘타이트(Fe3C)로서 이루어진 혼합조직을 갖고 있고, 이 조직의 혼합비율은 탄소량에 의해서 결정되기 때문에 탄소강의 물리적 성질은 탄소량에 따라 직선적으로 변화된다.  
     그림 1.3는 탄소강에서 탄소량에 따른 물리적 성질의 변화를 나타낸 것이다. 그림에서 보면 탄소강의 비중, 열팽창계수 및 열전도도는 탄소량이 증가함에 따라서 감소되지만, 비열, 전기저항 및 항자력은 증가된다.
한편 탄소강의 내식성은 탄소량이 증가될수록 감소하고, 소량의 Cu가 첨가되면 내식성이 향상된다.

 

그림 1.3. 강의 물리적 성질변화

 

⑵ 상온 기계적 성질

     탄소강의 탄성계수(Young's modulus) E는 20000∼22000㎏/㎜2, 강성율(shear modulus) G는 7700∼8450㎏/㎜2, Poisson의 비 ν는 0.28로서 이들 상수들은 탄소량에 관계없이 거의 일정하다. 그러나 그림 1.4에서 보는 바와 같이 다른 기계적 성질들은 탄소량에 따라서 직선적으로 변화되는데, 아공석강에서의 인장강도, 경도 및 항복점 등은 탄소량에 따라 증가되고, 연신율 및 단면감소율은 탄소량에 따라 감소한다.

그림 1.4. 탄소강의 기계적 성질 및 조직의 관계

     과공석강에서는 시멘타이트가 망상으로 나타나므로 탄소량이 증가함에 따라 인장강도는 오히려 감소한다. 그러나 경도는 계속해서 증가된다.
     한편 이와 같이 탄소량에 따라 기계적 성질이 변화되는 것은 표 1.3에 나타낸 페라이트, 시멘타이트 및 펄라이트의 기계적 성질과 관련되어 있다. 즉 페라이트는 극히 연성이 크고 인장강도는 비교적 작다. 그리고 시멘타이트는 매우 경도가 높고 취약하여 인성은 거의 없으며, 펄라이트는 페라이트에 비해서 인장강도가 크고 경도가 높다. 따라서 아공석강에서 탄소량에 따라서 인장강도 및 경도가 증가되는 것은 펄라이트량의 증가에 기인한다는 것을 표로부터 짐작할 수 있고, 또한 과공석강에서 연신율이 감소하는 것은 연신율이 거의 0 인 시멘타이트 때문이라는 사실을 알 수 있다. 이것은 그림 1.4의 하단부에 탄소량에 따른 페라이트, 시멘타이트 및 펄라이트의 양적 비율과 기계적 성질을 관련시켜보면 쉽게 알 수 있다.

표 1.3 페라이트, 시멘타이트 및 펄라이트의 기계적 성질


⑶ 고온 기계적 성질

     동일 성분의 탄소강이라도 온도에 따라 그 기계적 성질은 매우 달라진다. 그 예로서 0.25%C의 아공석 탄소강을 가지고 0∼500℃ 사이에서 일어나는 여러가지 기계적 성질의 변화를 그림 1.5에 나타냈다.

그림 1.5. 온도에 따른 탄소강의 기계적 성질

     그림에서 보는 바와 같이 탄성계수, 탄성한계 및 항복점 등은 온도가 상승함에 따라 감소한다. 그리고 인장강도는 200∼300℃의 온도범위에서는 증가하여 최대가 되고, 연신율과 단면감소율은 온도상승에 따라 감소하다가 인장강도가 최대로 되는 온도에서 최소로 되고는 점차 다시 증가된다.
     충격치는 200∼300℃에서 가장 적으므로 탄소강은 이 온도범위에서 가장 취약하게 된다. 이것을 청열취성(靑熱脆性, blue brittleness)이라 하며, 이 온도범위에서 가공하는 것은 피하는 것이 좋다.
     상온 이하의 온도에서는 온도가 저하됨에 따라 인장강도, 경도, 탄성계수, 항복점 및 피로한계 등은 점차 증가하지만, 연신율, 단면수축율 및 충격치 등은 감소되어 성질이 취약해진다.  충격치는 온도저하에 따라 감소하다가 어떤 임계온도, 즉 천이온도(遷移溫度, transition temperature)에 도달되면 급격히 감소되어 -70℃ 부근에서는 거의 0 에 가까운 값을 갖는다.
 

◆ 합금원소 첨가에 따른 강의 성질 변화

     鋼중에는 제강(製鋼)과정에서 강의 제성질을 향상시키기 위해 고의로 첨가한 합금원소도 있지만, 이 이외에 선철(銑鐵), scrap 등의 원료로부터 혼입되는 미량의 잔류원소도 존재하는데, 이러한 잔류원소들이 강의 성질에 미치는 영향도 무시할 수 없다. 이러한 잔류원소들 중에서 Cu, Ni, Co, Sb, As, W, Mo, Sn 등은 제강시에 거의 제거할 수 없는 원소로서 강에 치환형으로 고용해있고, 강의 성질을 변화시키기 위해서는 비교적 다량첨가가 필요하다. 또한 C, H, N 등의 원소들은 제강시 일부 제거할 수 있는 원소들로서, 강에 침입형으로 고용해서 미량존재로도 강의 성질에 큰 영향을 미친다. 따라서 본절에서는 강에 함유된 여러가지 원소들이 강의 제성질에 미치는 영향을 요약하여 서술하였다.

(1) 탄소(C)
     탄소는 강의 강도를 향상시키는데에 가장 효과적이고 중요한 원소로서, 오스테나이트에 고용하여 퀜칭 열처리시 마르텐사이트 조직을 형성시키게 한다. 탄소량의 증가와 함께 퀜칭경도를 향상시키지만 퀜칭시 변형유발가능성을 크게 한다. Fe, Cr, Mo, V 등의 원소와 화합하여 탄화물을 형성하므로써 강도 및 경도를 향상시킨다.

(2)망간(Mn)
     탄소강에는 보통 0.35∼1.0% 정도의 Mn이 함유되어 있다. 이 Mn의 일부는 강 속에 고용되며, 나머지는 강 속에 함유되어 있는 S와 결합하여 비금속개재물(nonmetallic inclusion)인 MnS를 결정립내에 형성하는데, 이 MnS는 연성이 있어서  소성가공시에 가공방향으로 길게 연신된다. 그러나 이 MnS의 형성으로써 강 속의 S의 양이 감소되므로 결정립계에 형성되는 취약하고 저융점화합물인 FeS의 형성을 억제시킨다.
     한편 Mn에 의해서 펄라이트가 미세해지고, 페라이트를 고용강화시키므로써 탄소강의 항복강도를 향상시킨다. 또 퀜칭시 경화깊이를 증가시키지만, 많은 양이 함유되어 있을 때에는 퀜칭균열이나 변형을 유발시킨다. 그리고 Mn은 강에 점성을 부여하므로 1.0∼1.5%Mn이 첨가된 강을 강인강(强靭鋼)이라고 부르며, 특히 1.3%C, 13%Mn이 함유된 오스테나이트강을 Hadfield鋼이라고 부르며 옛날로부터 유명한 강이다. 단 Mn은 강의 내산성(耐酸性) 및 내산화성(耐酸化性)을 저해하는 원소이다.

(3) 황(S)
     강 속에 함유되어 있는 S는 보통 Mn과 결합하여 MnS 개재물을 형성한다. 그러나 강 중의 Mn 양이 충분치 못할 때에는 Fe와 결합하여 FeS를 형성하기도 하는데, 일반적으로 이 FeS는 결정립계에 그물모양으로 석출되어 있다. 이 FeS는 매우 취약하고 용융점이 낮기때문에 열간 및 냉간가공시에 균열을 일으킬 수 있다. 따라서 해로운 FeS 개재물의 형성을 피하기 위해서는 Mn:S의 비를 보통 5:1로 하고 있다.
일반적으로 Mn, Zn, Ti, Mo 등의 원소와 결합하여 강의 피삭성을 개선시킨다.

(4) 인(P)
     P는 강 속에 균일하게 분포되어 있으면 별문제가 없으나, 보통 Fe3P의 해로운 화합물을 형성한다. 이 화합물은 극히 취약하고 편석되어 있어서 풀림처리를 하여도 균질화되지 않고 단조, 압연 등의 가공을 하면 길게 늘어난다. 충격저항을 저하시키고, 템퍼링취성을 촉진하며, 또 쾌삭강에서는 피삭성을 개선시키는 원소로 취급되나, 일반적으로는 불순물로서 간주된다.

(5) 규소(Si)
     강 속의 Si는 선철과 탈산제에서 잔류되는 것으로, SiO2 와 같은 화합물을 형성하지 않는한 페라이트 속에 고용되므로 탄소강의 기계적성질에는 큰 영향을 미치지 않는다. 또한 P는 강한 탈산제이고, 4.5% 첨가량까지는 강도를 향상시키지만 2% 이상 첨가시에는 인성을 저하시키고 소성가공성을 해치므로 첨가량에 한계가 있다. 한편 템퍼링시 연화저항성을 증대시키는 효과도 있다.
(6) 질소(N)
     강 중에 잔류하는 질소량은 용해원료, 용해방법에 따라서 현저하게 변화된다. 일반적으로 질소는 극히 미량 존재로도 강의 기계적성질에 큰 영향을 미치는데 인장강도, 항복강도를 증가시키고, 연신율을 저하시킨다. 특히 충격치의 감소 및 천이온도의 상승은 현저하다. 질소는 탄소와 동일하게 침입형원소이고, 강중에서 확산속도가 빠르며, 또한 페라이트에 대해서 최대 약 0.1%(580℃)로부터 0.003%정도(상온)까지 연속적으로 용해도변화를 나타내는 등 다른 잔류원소와는 틀리는 큰 특징이 있다. 이때문에 강은 각종의 취성이나 시효경화성을 나타낸다. 퀜칭시에 일어나는 퀜칭시효(quench aging), 냉간가공에 의한 변형시효(strain aging), 그리고 200∼300℃에서의 청열취성에 의해서 강의 인장강도, 항복강도는 증가하고 충격치는 저하해서 강의 취화를 일으킨다. 특히 극연강 박판의 deep drawing 가공시에 표면에 주름이 발생하는 현상은 주로 질소의 변형시효에 의한 것이다. 이것을 안정화시키기 위해서는 질소와 친화력이 큰 Al, Ti, Zr, V, B 등을 첨가하므로써 이들의 취화현상을 방지한다. 또 질소는 다른 합금원소와 결합하여 질화물을 형성하므로 강의 여러성질에 영향을 미친다. AlN이 강중에 미세하게 석출되어 있으면 오스테나이트의 결정립이 미세하게 되어 세립강(細粒鋼)의 제조가 가능하고, 이외에 Ti, Zr, V, Nb 등도 질화물을 형성하여 결정립을 미세하게 만든다. 그러나 AlN도 다량 존재하면 고온인성을 크게 해치고, 특히 단조시에는 오스테나이트 입계에 AlN이 석출하여 입계취성을 일으킨다. 또한 AlN의 석출에 의해 고온크리프강도도 저하된다.

(7) 수소(H)
     수소는 원자반경이 극히 작으므로 Fe격자중에 N, C 등과 동일하게 침입형으로 고용되어 있고, 강중에서는 다른 원소에 비해서 확산속도가 매우 빠르므로 강속을 자유로이 이동할 수 있다. 또 수소는 백점(白点), 헤어 크랙(hair crack), 선상 조직(線狀組織) 및 용접시 비드 균열 등 여러가지 결함의 원인으로 된다. 이러한 결함의 방지 또는 제거를 위하여 최근에는 진공용해 또는 진공처리에 의해 탈수소를 행하고 있으므로 제강과정에서 생긴 수소에 의한 결함은 감소되고 있다.

(8) 산소(O)
     산소는 거의 Fe에 고용되지 않기때문에 강중에서는 주로 비금속개재물로서 존재하며, 이들중 SiO2, Al2O3, Cr2O3, TiO2 등은 Fe에 대해서 고용도를 갖지 않지만 FeO, MnO 등은 고온에서 약간 고용한다. 특히 이들 비금속개재물은 강의 기계적성질, 피로특성 등을 저하시킨다. 순도가 높은 Fe-O 합금에서는 산소함유량의 증가와 함께 충격천이온도는 현저하게 상승하지만, 순철에 소량의 C, Mn 등이 존재하면 그 영향은 거의 사라진다. 산소는 다량으로 함유되어 있으면 강의 침탄시 이상조직의 원인으로 됨과 동시에 경화능을 저하시키고, 가열에 의한 오스테나이트 결정립의 성장을 촉진시킨다.

(9) 구리(Cu)
     Cu는 광석 등으로부터 쉽게 혼입되므로 강에는 보통 0.1∼0.3% 정도 함유되어 있다. Cu는 상온에서 페라이트에 0.35%까지 고용하여 고용강화효과를 나타내므로 강도 및 경도를 약간 증가시키지만 연신율은 저하시킨다. Cu를 함유한 강에서는 열간가공성이 문제로 되는데, 특히 0.5%이상 함유되어 있을 때에는 적열취성(赤熱脆性, red brittleness)의 원인으로 된다. 이것은 고온가열시에 Fe보다 Cu의 산화속도가 작으므로 강표면에 편재하여 열간가공중에 강재 내부로 침투하기 때문이지만, Ni이나 Mo의 첨가로서 이 현상을 현저히 개선할 수 있다. 또한 Cu는 비교적 소량 함유되어 있어도 대기 및 해수중에서 강의 내식성을 현저하게 향상시킨다. Cu와 P가 공존할 경우 내식성향상에 더욱 효과적이다.  
     한편 0.4%Cu 이상 첨가시에는 Cu의 미세석출에 의한 석출경화효과도 나타나므로, 실제로 스테인리스강에서는 Cu를 4%정도 첨가석출시켜서 강력 스테인리스강도 만들고 있다.

(10) 알루미늄(Al)
     Al은 강탈산제로서 유효하나 첨가량이 많으면 강을 취약하게 함으로 탈산, 탈질용으로서는 0.1%이하로 첨가하는 것이 보통이다. 질화물인 AlN은 미세석출하여 강의 결정립미세화에 효과적이므로 이것을 이용해서 극미세 결정립을 갖는 강인강을 제조할 수 있다. 또한 고온산화방지 및 내유화성(耐硫化性)에 극히 효과적이다.

  (11) 비소(As)
     As는 제선제강과정에서 제거하는 것이 거의 불가능하고, 또 강재의 재질향상을 위해서 As를 인위적으로 첨가하는 경우는 거의 없다고 보아도 좋다. 즉 As는 0.2%정도 이상에서는 충격치를 현저하게 저하시키고, 충격천이온도를 상승시킴과 함께 강의 열간가공성을 해치고 적열취성을 일으킨다. 그러나 이러한 악영향은 보통강에 함유되어 있는 정도의 As량에서는 거의 문제시 되지 않는다고 보아도 좋다.

  (12) 붕소(B)
     미량 첨가(0.0005∼0.003%)로서 경화능을 현저히 증가시킨다. 과잉 첨가되면 Fe3B를 형성하여 적열취성을 일으킨다.

  (13) 코발트(Co)
     대부분의 합금원소는 소량첨가로써 강의 경화능을 향상시키지만 Co는 예외로서 그 반대의 경향을 나타내고, 또 고가이므로 일반적인 강에는 사용하지 않고 자석, 고급절삭공구, 내열재료 등에 첨가해서 성질을 개선하는데에 사용하고 있다. 특히 강의 고온강도를 개선하는데에 효과적이다.

  (14) 크롬(Cr)
     13%까지 첨가로서 오스테나이트 영역을 확장시킨다. 염가이고, 다량 첨가해도 취화를 일으키지 않는 탄화물을 형성시킨다. 10%이상 첨가하면 스테인리스강으로 되고, 내산화성을 향상시키고 내유화성을 개선하므로 구조용강, 공구강, 스테인리스강 및 내열강의 거의 전부에 함유되어 있는 가장 중요하고 보편적인 합금원소이다. 단 Cr첨가량이 많게 되면 σ상이라고 하는 비자성의 취약한 상이 나타난다. Cr은 또한 저온취성과 수소취성을 방지하는 효과가 있지만 템퍼링취성은 조장한다.

  (15) 몰리브덴(Mo)
     Mo은 0.1∼0.3%정도의 첨가로서 Ni의 10배까지 경화능을 향상시키는 효과가 있으므로 템퍼링취성을 방지하여 템퍼링취화저항성을 부여한다. 또한 탄화물을 형성하므로 고급절삭공구의 합금원소로도 우수한 효과를 나타내며, 결정립조대화온도를 상승시킨다. 경화능에 관해서는 Mo 단독보다는 Cr과 병용하면 더욱 효과적이다. 값이 비싸다.

  (16) 니켈(Ni)
     Ni은 강의 조직을 미세화시키고, 오스테나이트나 페라이트에도 고용이 잘되므로 기지를 강화시킨다. 또 Cr이나 Mo과의 공존하면 우수한 경화능을 나타내어 대형강재의 열처리를 용이하게 한다. Ni은 오스테나이트 안정화원소이므로 Cr과의 조합으로 오스테나이트계 스테인리스강, 내열강을 형성한다. 강의 저온인성을 현저히 개선시키며 용접성, 가단성(可鍛性)을 해치지 않는다. 또한 Ni은 C나 N의 확산을 느리게 하므로 내열강의 열화(劣化)를 방지하고, 팽창률, 강성률, 도자율(導磁率) 등의 점에서도 특징이 있다. 즉 Fe-36%Ni강은 상온부근에서의 열팽창계수가 0에 가까우므로 전자재료(電磁材料) 및 특수재료로서의 용도가 넓다. 따라서 Ni은 Cr과 함께 가장 중요하고도 보편적인 합금원소이다.

  (17) 티타늄(Ti)
     Ti은 O, N, C, S 및 H 등 어느 원소와도 강한 친화력을 나타내고, 특히 탈산, 탈질(脫窒) 및 탈유(脫硫)에 흔히 사용된다. 탄화물형성능도 Cr보다 강하고, 결정립을 미세화시키기때문에 스테인리스강이나 절삭공구강의 개량에 이용된다. 또한 타금속원소와도 화합물을 형성하여 석출경화효과가 현저하므로 석출경화형 스테인리스강이나 영구자석 등에 이용된다.

  (18) 주석(Sn)
     Sn은 scrap으로부터 혼입되어 제강과정에서는 거의 제거되지 못하는 원소로서, 페라이트에는 약 8%까지 고용한다. 일반적으로 Sn은 강의 인장강도, 항복강도를 증가시키고, 연신율, 충격치를 감소시키는 등 P의 영향과 유사한 점이 많지만 P만큼 현저하지는 않다. 그러나 Sn은 열간가공시의 적열취성, 템퍼링취성, 저온취성 등의 원인으로 되고, 내식성에 약간의 이점이 있기는 하지만 일반적으로 강에는 유해한 원소이다.

  (19) 셀레늄(Se)
     Mn 등과 화합물을 만들어 피삭성을 향상시킨다. 유황보다 훨씬 고가이며 용강(熔鋼)의 유동성을 좋게 한다.
  
  (20) 칼슘(Ca)
     강력한 탈산제이다. 용강중에서 기화하여 폭발하기 쉬우므로 Ca-Si, Ca-Si-Mn 등의 상태로 첨가하여 비금속개재물의 상태 및 분포의 조정을 행한다.
  
  (21) 니오븀(Nb)
     강력한 결정립 미세화원소로서 결정립 조대화온도를 상승시킨다. 경화능을 저하시키며, 템퍼링취성을 감소시킨다.  
  
  (22) 텔루륨(Te)
     강의 피삭성을 증대시키며, 열간가공성을 해친다.
 
  (23) 납(Pb)
     강의 피삭성을 향상시킨다.
 
  (24) 바나듐(V)
     탄화물 형성능이 커서 미립탄화물을 만들어 강의 조직을 미세화시키므로 고장력강으로부터 각종 공구강에 이르기까지 많이 사용되고 있다. 템퍼링연화저항성도 Mo이상으로 좋다.  고온강도도 대폭 향상시키지만 산화물인 V2O5는 증기압이 높아서 고온증발하므로 첨가량에 한계가 있다.
  
  (25) 텅스텐(W)
     W은 고가이고, 비중이 커서 편재하기 쉬우므로 구조용강에는 거의 첨가되지 않지만, 경화능을 향상시키고 Fe4W2C 또는 Fe3W3C형의 탄화물을 형성하므로 공구강 특히 절삭공구강에 이용되고, 18%W-4%Cr-1%V강은 고속도강으로서 유명하다. 또 W이 함유된 자석강도 있다.

  (26) 지르콘(Zr)
  N, S, C 및 H와의 친화력은 Ti보다 더욱 강하기때문에 이들 원소의 고정에 흔히 이용되고 있다. 백점의 발생도 0.2∼0.3%첨가로 완전히 방지할 수 있다고 알려져 있다.  
 

참고문헌

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10. P. M. Unterweiser, H. E. Boyer, and J. J. Kubbs : Heat Treater's Guide,  American Society for Metals,       Metals Park, Ohio, 1982
11. C. S. Barrett and T. B. Massalski : Structure of Metals, 3rd Ed. McGraw-Hill, New York,

 


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