재료의 가공과 접합

같은 형상의 탄소강 부품을 주조로 만든 경우와 열간 단조로 만든 경우를 비교하면, 일반적으로 단조품 쪽이 인성이나 피로 강도가 우수하다. 그 이유로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A주조 조직이 파괴되어 결정립이 미세해지고, 내부의 공극도 압착되며, 형상을 따라 단류선이 생기기 때문
  2. B열간 단조에서는 회복이나 재결정이 일어나지 않으므로 큰 가공 경화가 남아, 경도가 주조품의 몇 배가 되기 때문
  3. C단조의 큰 변형으로 오스테나이트가 안정해져, 탄소강의 결정 구조가 실온까지 FCC 그대로 남기 때문
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정답: A. 주조 조직이 파괴되어 결정립이 미세해지고, 내부의 공극도 압착되며, 형상을 따라 단류선이 생기기 때문

열간 단조에서는 조대한 주상정이나 덴드라이트로 된 주조 조직이 큰 변형과 재결정으로 파괴되어, 미세한 등축 결정립이 됩니다. 내부의 작은 수축공이나 기공도 표면과 이어져 있지 않으면 압착되어 없어집니다. 또한 개재물이나 편석이 변형 방향으로 늘어나 부품의 형상을 따르는 줄무늬 모양의 단류선(파이버 플로)이 생기고, 이를 따르는 방향의 인성이나 피로 강도가 높아집니다(흐름을 가로지르는 방향에서는 오히려 낮아지므로, 금형 설계에서 흐름을 형상에 맞춥니다). 열간 가공에서는 가공 중에 회복과 재결정이 일어나므로 가공 경화는 거의 남지 않으며, 큰 가공 경화가 남는다는 선택지는 틀렸습니다. 단조해도 탄소강이 실온까지 FCC인 오스테나이트 그대로 남는 일은 없으므로, FCC 그대로 남는다는 선택지도 틀렸습니다.

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