백주철: 차에 넣는 설탕처럼 탄소는 액체 상태의 철에 완전히 녹습니다. 만약 액체에 녹은 탄소가 주철이 굳어지는 과정에서 분리되지 않고 그대로 남아 있으면, 그 결과물을 백주철이라고 부릅니다. 백주철은 매우 취성이 강한 구조를 가지고 있으며, 깨졌을 때 밝은 흰색을 띠기 때문에 백주철이라고 합니다.
회주철: 액체 상태의 주철이 응고되는 과정에서, 차에 설탕을 넣은 것처럼 액체 금속에 녹아 있던 탄소가 응고 중에 별도의 상으로 나타날 수 있습니다. 현미경으로 이러한 구조를 관찰하면, 탄소가 육안으로 볼 수 있는 흑연 형태의 별개의 구조로 분해된 것을 확인할 수 있습니다. 탄소가 층상 구조로 나타난 이 구조가 깨지면 무광택의 회색빛이 드러나기 때문에 이러한 주철을 회주철이라고 부릅니다.
반점이 있는 주철: 앞서 언급한 흰색 주철은 급속 냉각 조건에서 나타나는 반면, 회색 주철은 상대적으로 느린 냉각 조건에서 나타납니다. 주조된 부품의 냉각 속도가 흰색에서 회색으로 변하는 범위와 일치하면 회색과 흰색 구조가 함께 나타나는 것을 볼 수 있습니다. 이러한 주철을 반점 주철이라고 부르는 이유는 조각을 깨뜨렸을 때 흰색 바탕에 회색 섬들이 나타나기 때문입니다.
강화주철: 이 종류의 주철은 실제로 백주철로 응고됩니다. 즉, 주철을 응고시킬 때 탄소가 구조 내에 완전히 용해된 상태로 유지되도록 합니다. 그런 다음, 응고된 백주철을 열처리하여 구조 내에 용해된 탄소를 구조에서 분리합니다. 이 열처리 후, 탄소가 불규칙한 모양의 구형 입자로 뭉쳐 있는 것을 볼 수 있습니다.
이러한 분류 외에도, 만약 탄소가 응고 과정에서 구조로부터 분리될 수 있다면 (회주철의 경우처럼), 생성된 흑연의 형태적 특성을 살펴봄으로써 또 다른 분류를 할 수 있습니다.
회주철(층상 흑연 주철): 탄소가 응고되어 양배추 잎과 같은 층상 흑연 구조를 형성하면 이러한 주철을 회주철 또는 층상 흑연 주철이라고 합니다. 산소와 황의 함량이 비교적 높은 합금에서 나타나는 이러한 구조는 높은 열전도율 덕분에 수축 경향이 거의 없이 응고될 수 있습니다.
구상흑연주철: 이름에서 알 수 있듯이, 이 구조에서는 탄소가 구형의 흑연 구슬 형태로 나타납니다. 흑연이 층상 구조가 아닌 구형 구조로 분해되려면 액체 상태의 산소와 황 함량이 특정 수준 이하로 감소해야 합니다. 따라서 구상흑연주철을 생산할 때는 액체 금속을 산소 및 황과 매우 빠르게 반응하는 마그네슘으로 처리한 후 주형에 부어 성형합니다.
벌레 모양 흑연 주철: 구상 흑연 주철 생산 과정에서 마그네슘 처리가 불충분하여 흑연이 완전히 구상화되지 않으면, 벌레 모양(또는 치밀형) 흑연 구조가 나타날 수 있습니다. 판상 흑연과 구상 흑연의 중간 형태인 벌레 모양 흑연은 구상 흑연과 같은 우수한 기계적 특성을 제공할 뿐만 아니라 높은 열전도율 덕분에 수축 경향을 줄여줍니다. 구상 흑연 주철 생산 과정에서 발생하는 결함으로 여겨지는 이 구조는 앞서 언급한 장점 때문에 많은 주조 공장에서 의도적으로 주조됩니다.
게시 시간: 2024년 12월 20일