Transcript 5. 금속은 종류에 따라 어떻게 사용되는가?

1. 금속 재료는 어떤 특성을 가지고 있는가?
학습목표
▶ 금속재료의 일반적인 특성
▶ 금속의 성질 개량 방법을
설명할 수 있다.
1] 금속의 일반적 특성
① 결정
- 상온에서 고체이며, 결정
(단 수은은 상온에서 액체 상태)
② 광택 : 고유한 색깔
-순금 : 노란색
순구리 : 붉은 노란색
③ 연성 및 전선
- 연성 : 금속에 힘을 가하면 길게
늘어나는 성질
금>은>알루미늄>철>구리
- 전성 : 금속에 힘을 가하면 넓게
펴지는 성질
금>은>알루미늄>구리>철
③ 전도도 :
전기 및 열의 전도도가 우수
은>구리>금>알루미늄>마그네슘
④ 비중이 크다
-경금속 : 알루미늄, 마그네슘
-중금속 : 철, 구리, 니켈, 크롬, 수은
⑤ 녹는점
- 수은 : -38.9 °C
- 철 :1539 °C
- 텅스텐 : 3410 °C
⑥ 경도 : 금속의 단단한 정도
- 낮은 금속 : 금, 은 , 아연, 납
- 높은 금속 : 크롬, 철 코발트
2] 금속 성질의 개량 방법
① 합금에 의한 금속 성질 개량
-합금 :어느 하나의 금속에 하나 이상의
다른 금속이나 비 금속을 녹여 만든것
(예)
- 황동 : 구리 + 아연
- 청동 : 구리 +주석
금속을 합금 하면 성질이 개선된다
• 강도와 경도가 커진다.
예) 강, 황동, 청동
• 낮은 온도에서 녹는다.
예) 퓨즈, 땜납
• 부식이 덜된다.
예) 스테인리스강
금속을 합금 하면 성질이 개선된다
•
예) 색깔 아름답게한것-황동, 청동
예) 전기저항을 크게- 니크롬선
• 주조가 잘된다.
2] 금속 성질의 개량 방법
② 열처리
• 굵은 철사
• 탄소강, 강철
열처리 방법
① 가열 :
대기중에서 서서히 식히면 연해진다.
② 냉각 :
• 급속 냉각 : 단단해짐
• 천천히 냉각 : 연해짐
5. 금속은 종류에 따라 어떻게 사용되는가?
금속 :
① 철금속 : 철 주성분
탄소강, 합금강, 주철
• 강도, 경도,인성 우수
② 비철금속 :
구리, 알루미늄, 망간
• 녹는점이 낮고 열 및
전기전도도가 좋다.
저탄소강(연강)
탄소강
중탄소강(경강)
강
고탄소강(탄소 공구강)
합금강
구조용
공구용
특수용
1] 탄소강 :
탄소의 함유량에 따라
① 저 탄소강(연강)
• 용도 : 철판, 철근, 철사
② 중 탄소강(경강)
• 용도 : 기계부품, 볼트, 너트, 대형 건축물
의 구조용 재료
③ 고 탄소강(탄소 공구강)
• 용도 : 공구강, 레일,
스프링, 드라이버, 줄
플라이어
5. 금속은 종류에 따라 어떻게 사용되는가?
2] 합금강
• 탄소강 + 니켈, 크롬, 망간, 몰리브덴
• 고 강도성, 내열성, 내식성
• 용도 :
- 주요기계 부품
- 공작기계의 절삭공구 (드릴, 밀링커터)
2] 합금강
• 구조용 합금강
5. 금속은 종류에 따라 어떻게 사용되는가?
2] 합금강
• 공구용 합금강
5. 금속은 종류에 따라 어떻게 사용되는가?
3] 주철
• 탄소 함유량이 탄소강이나 합급강 보다 많다
: 단단하지만 잘 쪼개짐
• 녹이 잘 슬지 않음.
• 용도 :
- 주물용
- 일반기계의 부품과 몸체,
- 농기계의 몸체
철강 제조 공정
1. 제선 : 제선 이라는 것은 철광석과 코크스를(그 외에 여러가지가 들어가지만 대표적으로)
혼합하여 고로에 투입하여 불을 붙이면 코크스가 타면서 고열을 발생 철광석
을 녹여 선철이라는 모든 철강제의 가장 기초적 쇠를 만드는 공정입니다.
예 : 포항제철
2. 제강 : 제강은 위의 선철 및 흔히 보는 고철 등을 전기로에 투입 후 전기의 아크(합선)를
이용하여 우리가 일상생활에 사용하는 철제품의 원료를 만드는 공정입니다.
예 : 동국제강 등
3. 압연 : 위 제강공정에서 만들어진 원료를 가지고 열을 가하여(1200도 전후) 로울러로
눌러 우리가 쓰는 철근, 철판 등을 만드는 공정
4. 단조 : 위의 제강, 압연한 제품을 가열하여 단조기로 두들겨 우리가 사용하는 도구를 만듬.
단조공정을 거치면 조직이 치밀하여져(철의 물리적 성질이 변함) 강한
철제품을 만들수 있음.
예 : 농기구, 칼, 기계의 축........
5. 주조 : 위 제선 공정을 거친 원료및 고철을 녹이고 거기에 만들고자 하는 제품의 특성을
고려하여 철의 화학성분을 변화시킨 후 만들고자 하는 모양으로 틀에 쇳물을
부어서 성형하는 공정.
예 : 자동차 엔진블럭(케이스), 가마솥.........
4] 구리와 그합금
구리
• 황동광 제련
• 색깔이 아름답고 녹이 슬지 않음.
• 가공하기 쉽다
• 열과 전기의 전도율이 높다.
• 용도 : 전선, 전기제품의 부품, 물리.화학용
기구, 건축용 재료, 레저 용구, 컴퓨터 부품
①
황동 구리 합금
• 구리+아연
• 가열하지 않고도 가공 가능.
• 전기부품,가정용품, 기계부품.
구리 합금
청동
• 구리+주석
• 내식성, 주조성, 내마멸성 우수
• 베어링, 밸브, 배의 스크류,
식기, 범종, 동상,
5] 알루미늄과 그 합금
알루미늄
• 은백색, 가볍다. (철의 약1/3)
• 바닷물이나 산, 알칼리 에 약함
• 전기 전도율이 높다.
은>구리>금>알루미늄
• 가공하기 쉽다
• 용도 : 전기제품, 장식품, 합금용 재료,
①
식품 포장재(약품, 과자료 상자 포장)
②
알루미늄 합금 알루미늄 합금
• 합금에 사용되는 원소
: 마그네슘, 구리, 규소 , 아연
• 용도 : 주방용기, 건축용 재료,
자동차의 피스톤,
비행기 몸체와 기관
카메라, 측량기
• 종류
① 경합금 : 알루미늄 + 마그네슘
② 두랄루민 : 가볍고 단단하고
가공성 및 기계적 성질 우수하여
항공기, 자동차의 몸체 등에 활용