[기계재료] 탄소강상태도

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순철은 910℃이하에서는 체심입방격자이고, 910℃ 이상 1390℃까지는 면심입방격자이다. 여기에 탄소원자가 함유되면 두가지의 변화가 나타난다. 즉 변태온도가 낮아지고 변태가 단일온도에서 일어나는 것이 아니라 어느 온도범위에 걸쳐서 일어나게 된다. 이러한 내용이 위의 그림에 잘 나타나 있다. 엄격하게 말해서 시멘타이트(Fe₃C)로 불리우는 금속간화합물은 평형상이 아니기 때문에 이 상태도는 엄밀하게 말하면 평형상태도가 아니다. 어떤 조건하에서 시멘타이트는 더욱 안정한 상인 철과 흑연으로 분해될 수 있다. 그러나 Fe3C는 한번 형성되기만 하며 실질적으로 매우 안정하므로 평형상으로 간주된다. 이러한 이유로 인해서 위의 그림의 상태도는 준안정 상태도이다.
상(相, phase)이라는 것은 물리적, 화학적 그리고 결정학적으로 균일한 부분을 말하는 것으로, 이것은 뚜렷한 계면에 의해서 합금의 다른 부분과 구분된다. Fe-Fe3C 상태도에 나타나는 고상의 종류에는 4가지가 있다. 즉, α페라이트(ferrite), 오스테나이트(austenite), 시멘타이트 및 δ 페라이트등이다.
또한 평형상태도에서 탄소량이 6.67%까지만 표시되어 있다. 이것은 탄소가 6.67%이상 함유된 철-탄소 합금은 너무 취약하여 실제로 사용할 수 없기 때문이며 또한 탄소량이 6.67%인 곳에서 Fe3C(시멘타이트)라고 하는 금속 간 화합물이 존재한다.

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