학문
왜 철은 두들기면 더 단단해지는 것인가요?
기계공학을 공부 중에 있는데, 철, 특히 탄소강 같은 mild steel은 왜 두들기는 과정에서 더 단단해지는지 궁금하여 질문 올립니다!
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3개의 답변이 있어요!
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안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.
철, 특히 연강은 두들기는 과정에서 결정립이 미세화되며, 전위의 움직임이 억제되어 단단해집니다. 이 과정을 가공경화 또는 냉간 가공이라고 합니다. 전위 밀도가 증가하면서 재료 내부에 응력이 축정되어 강도와 경도가 향상됩니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
탄소강 특히 연강이 두들기는 단조 과정에서 더 단단해 지는 현상은 가공 경화 또는 냉간 가공 경화 때문입니다 이는 금속 내부의 결정 구조가 외부 힘에 의해 변형되면서 전위라는 선 결함이 증가하고 서로 얽히게 되어 이들의 이동이 어려워지기 때문에 재료의 항복강도와 경도가 증가하는 현상입니다 즉 두둘기는 과정이 금속의 미세 구조를 변화시켜 더 강하고 단단하게 만드는 것입니다
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.
철은 입방체 구조의 결정립이 서로 연결되어 있는 구조로 되어 있습니다. 하여 두드리면 입자들의 비어있는 공간이 압착되고 작아저 부피가 줄어들게되고 압착된 만큼 단단하게 됩니다. 하지만 열을 가하여 서서히 냉각시키면 입방체들이 다시 느슨해서 철은 무르게 되고 경정립들이 고르게 분포하게 됩니다. 열처리를 하여 고르게 분포되어 있는 철을 다시 가열하여 급냉시키면 입자들이 수축되고 서로 엉켜붙어 단단하게 됩니다.