재료설계 자료 분석

재료특성 검토

철강재료는 철광석을 용광로에서 환원하여 선철을 얻고, 제강 공정에서 탄소와 불순물을 줄여 강을 만든다. 순철은 상온에서 체심입방격자(BCC)인 α철이며, 912℃에 이르면 면심입방격자(FCC)인 γ철로 변한다. 768℃에서는 결정구조가 바뀌지 않고 자성만 사라지는 자기변태가 일어난다. 탄소강은 탄소 함량이 0.8% 이하에서 늘어날수록 경도와 인장강도가 커지고 연성은 감소한다. 주철은 탄소 함량이 약 2.11% 이상인 철-탄소 합금이며 흑연의 형태에 따라 구분되고, 취성이 커서 주로 주조하여 쓴다. 주강은 강을 주형에 부어 만든 주조품으로, 형상이 복잡한 부품에 쓰인다. 비철금속재료는 철을 주성분으로 하지 않는 금속이며, 구리는 전기·열전도도가 우수해 전선과 열교환기 재료로 쓰이고 알루미늄은 철보다 비중이 작아 경량 재료로 쓰인다. 고강도재료는 밀도에 대한 강도의 비인 비강도가 커야 하며, 경량화와 높은 비강도가 함께 요구되는 항공기 구조재에는 티타늄합금이 가장 적합하다. 기능성재료는 자기, 전기, 광학 등 특정 기능을 나타내도록 설계된 재료이고, 신에너지재료는 에너지의 저장과 변환에 쓰이도록 기능을 부여한 재료이다.