제 1 장 금속재료 개요

*금속의 특성

①고체상태에서 결정구조를 갖는다.            ②전기 및 열을 잘 전달하는 양도체이다.

③전성 및 연성이 크므로 변형하기 쉽다.       ④금속 특유의 광택을 갖는다.

⑤비중이 크다.                       ⑥수은을 제외한 모든 금속은 상온에서 고체이다.

*합금

유용한 성질을 얻기 위해 한 금속 원소에 다른 금속 및 비금속을 첨가하여 얻은 금속

제조방법 - ①두 원소를 용융상태에서 융합 ②압축소결에의한 합금 ③고체상태에서 확산   을 이용하여 부분적으로 합금(침탄 등)

*금속의 성질

①비중 - 표준기압 4℃에서 어떤 물질의 질량과 같은 체적의 물의 질량과의 비

비중 4.5를 기준으로 하여 그 이상을 중금속(Cu, Fe 등의 대부분), 그 이하를 경금속(Al,     Mg, Na 등)

②팽창계수 - 온도가 1℃ 올라가는데 따른 팽창율

팽창계수가 적은 인바, 초인바 등의 합금은 시계부품, 정밀측정자 등으로 사용, (-)치의     선팽창계수의 Fe-Pt합금

③용융점 - 금속을 가열하여 액체가 되는 온도

상온에서 Hg(-38.87℃)는 액체, W는 금속중 용융점이 가장 높은 3410℃

④전도율 - 불순물이 적고 순도가 높은 금속일수록 열이나 전기를 잘 전달(순금속>합금)

전기전도율은 Ag을 100으로 했을 경우 다른 금속과의 비율로 나타낸다.

Ag > Cu > Au > Al > Mg > Zn > Ni > Fe > Pb > Sb

⑤비열 - 물질 1g의 온도를 1℃ 높이는데 필요한 열량

Mg > Al > Mn > Cr > Fe > Ni > Cu > Zn > Ag > Sn > Sb > W

⑥자성

- 강자성 : Fe, Ni, Co나 이들의 합금, 자석에 강하게 끌리고 자석에서 떨어진 후에도 자       성을 띠는 물질

- 상자성 : K, Pt, Na, Al 등, 자석을 접근하면 먼쪽에 같은 극, 가까운 쪽에는 다른 극

- 반자성 : Bi, Sb 등, 상자성과 반대

- 비자성 : Au, Ag, Cu 등, 자성을 나타내지 않는 물질

⑦강도 - 금속의 강하고 약함으로 외력에 대해 저항하는 힘, 인장강도, 압축강도, 전단강도

⑧경도 - 금속표면의 딱딱한 정도, 일반적으로 인장강도에 비례

⑨전성 - 금속을 눌렀을 때 넓어지는 성질

Au > Ag > Pt > Al > Fe > Ni > Cu > Zn

⑩연성 - 금속을 잡아 당겼을 때 늘어나는 성질

Au > Ag > Al > Cu > Pt > Pb > Zn > Ni

⑪인성 - 충격에 대하 재료의 저항, 일반적으로 전·연성이 큰 것이 잘 견디며 주철과 같     이 강도가 적고 경도가 큰 것은 인성이 적다.

⑫이온화 - 이온화 경향이 클수록 화학반응을 일으키기 쉽고 부식이 잘 된다.

K > Ca > Mg > Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Cd > Co > Ni > Sn > Pb

⑬탈색   Au > Ag > Pt > Zn > Cu > Fe > Mg > Al > Ni > Sn

*금속의 결정구조

①체심입방격자구조(Body Centered Cubic lattice)

입방체의 각 모서리에 8개와 그 중심에 1개의 원자가 배열되어 있는 단위포의 결정구조

②면심입방격자구조(Face Centered Cubic lattice)

입방체의 각 모서리에 8개와 6개 면의 중심에 1개씩의 원자가 배열되어 있는 결정구조

③조밀육방격자구조(Close-Packed Hexagonal lattice)

육각기둥의 모양으로 되어 있으며 6각주 상하면의 모서리와 그 중심에 1개씩의 원자가      있고 6각주를 구성하는 6개의 3각주 중 1개씩 띄어서 3각주의 중심에 1개씩의 원자가 배     열되어 있는 결정구조

결정구조	원자수	배위수	충진율	근접원자간거리	금속	성질
BCC	2	8	68%	[eqn: root 3 a/2]	Fe, W, Cr, Mn, Na, Mo	강도가 크고 융점이 높다 전·연성이 작다.
FCC	4	12	74%	[eqn: root 2 a/2]	Au, Ag, Pb, Al, Pt, Ni, Cu	전기전도도가 크다 전·연성이 크다
CPH	2	12	74%	[eqn: a] ,[eqn: root {a sup 2 /3} +4]	Mg, Co, Zn, Be, Cd, Zr	결합력이 적다 전·연성이 불량하다

*금속의 응고

①응고과정

결정핵 생성 → 결정핵 성장 → 결정립계 형성 → 결정입자구성

②응고조직

- 과냉 : 융점이하로 냉각하여도 액체 또는 고용체로 계속되는 현상(Sb, Sn은 과냉도 ↑)

- 수지상 : 응고과정에서 결정핵이 성장할 때 뽀족한 부분이 생기면 그 부분은 핵성장이      촉진되어 연이어 성장하는데 이러한 나뭇가지 모양의 성장을 말한다.

- 주상정 : 주형에 접촉된 부분부터 중심을 향하여 가늘고 긴 결정이 성장하여 중심부로      방사(라운딩, 냉각속도를 느리게 함으로 예방)

- 편석 : 주상정의 경계에 모여 메지고 취약하게 하는 불순물

- 고스트라인 : 편석이 있는 강괴를 압연하여 판, 봉, 관으로 만들 때 편석부분이 늘어나      긴 띠모양을 이룬 것

- 라운딩 : 편석을 막기 위하여 주형의 모서리 부분을 둥글게 하는 것

*금속의 변태

①동소변태 - 같은 원소이지만 고체상태내에서 결정격자의 변화가 생기는 것(동소체)

②자기변태 - 원자의 배열 즉 결정격자의 변화는 생기지 않고 자기의 크기만 변화하는 것

③변태점 측정은 열분석법, 열팽창법, 전기저항법, 자기반응법 등으로 측정한다.

*금속의 변형과 재결정

①탄성변형 - 외력이 제거됨에 따라 원 상태로 돌아오는 변형

②소성변형 - 외력이 지나치게 클 때에 변형이 복귀하지 못하고 영구적으로 변형

③슬립(Slip) - 외력에 의해 변형될 때 일정면에 따라 미끄러지는데 이 미끄럼을 말함, 슬     립면은 원자밀도가 가장 조밀한 면에서 일어나고 슬립방향은 원자간격이 가장 작은 방향     에서 일어난다.

④쌍정(Twin) - 소성변형시 변형전과 변형후의 원자배열이 대칭적인 배열, 원자의 이동이     원자간격보다 작으므로 큰 영구변형은 슬립에 의해 일어난다.

⑤전위(Dislocation) - 금속의 결정격자에 결함이 있을 때 외력에 의해 결함이 이동되는 것

⑥가공경화 - 변형에 의한 응력이 축적됨에 따라 경도가 증가하는 현상

⑦냉간가공에 의해 가공경화된 금속의 열처리과정

- 회복 : 내부응력이 감소하는 단계

- 재결정 : 내부응력이 없는 새로운 결정의 핵 생성, 변형전의 결정립이 작을수록 재결       정온도는 낮다. 결정립의 크기는 재결정전의 존재한 변형량이 클수록 미세하다.

- 결정성장 : 재결정의 성장

금속	Fe	Al	Cu	Ni	W	Mo	Zn	Pb
재결정온도	450	290	200	600	1000	900	18	-3

*평형상태도

①자유도 - 계에 나타난 상을 변경시키지 않고 임의로 변화될 수 있는 변수의 수

F = n - P + 2 (n : 성분수  P : 상수)

②고용체 - 고체상태에서나 액체상태에서 한 성분금속에 다른 성분의 금속이 융합되어 하     나의 상을 이룬 것(치환형, 침입형, 규칙격자형)

③금속화합물 - 친화력이 클 때 2종 이상의 금속원소가 간단한 원자비로 결함되어 성분금     속과 다른 독립된 화합물을 만들 때

④공정형 - 용해된 상태에서는 균일한 용액으로 완전히 융합되지만 응고후 고체상태에서     는 성분금속이 각각 결정으로 분리되어 동시에 정출되는 것(융액 ↔ A결정 + B결정)

⑤공석형 - 고체상태내에서 공정형 상태도와 같은 반응을 함(□결정 ↔ □고용체 +B)

⑥포정형 - 액체상태에서는 두 금속이 완전히 융합하나 고체상태에서는 어느 일부분만 융     합하는 경우(□고용체 + 용액 ↔ □고용체)

⑦편정형 - 일종의 용액에서 고상과 다른 종류의 용액을 동시에 생성하는 반응

(액상 ↔ 고상(순 A) + 액상(B))

*재료의 시험

①조직시험

- 육안시험 : 파면검사(재료의 성분, 열처리 판단), 육안조직검사(가공방법의 양부, 조직       및 성분의 불균일, 내부결함의 유무 판단), 설퍼프린트법(유황의 분포상태를 검출) 등       이 있다.

- 현미경 조직검사 : 시험편 채취 → 시험편 연마 → 정마 → 부식 → 관찰

재료	부식제
철강	피크린산알콜 용액, 질산알콜 용액
Cu 및 그 합금	염화 제2철 용액
Ni 및 그 합금	질산초산 용액
Al 및 그 합금	수산화나트륨 용액, 불화수소산

②강도시험

- 만능시험기 : 인장강도, 압축강도, 연신율, 단면수축율, 굽힘 등 측정

- Hooke의 법칙    □ = E□ (□ : 응력,  E : 영률,  □ : 연신율)

- 인장강도  □ = Pmax / Ao  (Pmax : 최대하중,  Ao : 원단면적)

③경도시험

- 브리넬경도   [eqn: H sub B = 2P over { □D(D- root{D sup 2 - d sup 2 })}]  (D : 강구의 지름, d : 들어간 지름)

하중시간은 15-30초, 얇은 재료나 침탄강, 질화강 등의 표면을 측정하기에는 부적당

- 로크웰경도   B스케일의 경우 : HRB = 130-500h

C스케일의 경우 : HRC = 100-500h

B스케일은 특수강구(1.588mm), C스케일은 꼭지각 120o인 다이아몬드 원뿔의 압입자

- 비커즈경도    Hv = 1.854P / d2   (d : 다이아몬드 압입자국의 대각선 길이)

136o인 사각뿔 다이아몬드의 압입자 사용, 단단한 재료나 연한 재료, 얇은 재료나 침        탄, 질화층 같은 엷은 부분의 경도로 정확히 측정, 압입부의 흔적이 적으므로 경화재료       에는 부적당

- 쇼어경도      Hs = 10000h / 65ho

일정 높이에서 자유낙하시켜 낙하체가 시험편에 부딪쳐  튀어오르는 높이에 의해 측정

시험편에 자국이 생기지 않으므로 완성된 기어나 압연, 롤 등에 사용

④충격시험 - 시험편에 충격적인 하중을 가해 시험편의 파괴시의 충격값을 구하는 동적       시험이다. 샤르피 충격시험과 아이조드 충격시험

E = WR(cos□ - cos□)   (W:해머무게, R:해머중심에서 축중심까지 거리

충격값(U) = E/A           □:해머의 낙하 전 올려진 각도, □:파괴 후 각도)

⑤피로시험 - 하중이 계속적으로 반복작용하면 파괴하중보다 더 작은 하중으로 파괴되는     피로파괴를 측정하는 시험

⑥크리프시험 - 고온에서 시간의 경과에 따라서 외력에 비례한 만큼 이상의 변형이 일어     나는 크리프현상을 측정하는 시험

제 2장 순철

*철강의 제조

①제선공정

원료(철광석, 용제, 연료) → 용광로(고로) : 선철(약 93% Fe)

②제강공정

- 전로제강 : 연료비가 절약, 연속조업에의한 대량생산, 강질은 좋지않다.

산성 내화제를 사용하는 산성법은 P, S의 제거가 곤란하여 선철내에 P, S의 함량이        적어야 한다.

염기성내화물(MgO)을 사용하는 염기성법은 P, S의 함량이 많은 선철도 조업가능

- 평로제강 : 지맨스-마틴 법, 축열식 반사로, 선철과 고철의 혼합물을 융해, 현재 생산       되고 있는 강철의 대부분이 이 방법에 의한 것, 산성법, 염기성법이 있다.

- 전기로제강 : 온도가 높고 자유로이 조절가능, 합금원소를 정확히 첨가하여 좋은 강을       얻을 수 있다. 전력비가 많이 들고 탄소전극의 소모가 많다.

- 도가니 및 유도로 : 정련을 목적으로 하는 것이 아니고 단순히 녹여서 순도가 높은 강       또는 합금을 제조, 도가니 크기는 1회 용해할 수 있는 구리의 중량으로 표시

③강괴제조

제강로에서 정련된 용강은 레이들에 받아 탈산제를 첨가하여 탈산 후 금형에 주조하여     강괴로 제조

- 킬드강 : 강한 탈산제(Fe-Si, Fe-Mn, Al 등)으로 완전히 탈산한 강, 기포가 없으나 중       앙 상단에 수축관이 생성되고 이 수축공은 가공전에 잘라내야 한다. 고급강

- 림드강 : 불완전 탈산강이고 수축관이 생기지 않아 강괴 전부를 사용하나 내부에 많은       기로 형성, 보통 일반압연강재

- 세미킬드강 : 킬드강과 림드강의 중간 정도 탈산

*순철(Pure Iron)

①순도가 약 99.8%이상의 철, 비중 7.87이며 전연성이 풍부하고 용접성이 좋으나 강도 및     경도가 너무 작다. 투자율이 높기 때문에 변압기, 발전기용 박철판으로 사용

②순철의 변태

A2변태(768℃)        A3변태(910℃)   A4변태(1400℃)

□-Fe(bcc, 강자성) → □-Fe(bcc, 상자성) → □-Fe(fcc) → □-Fe(bcc)

cf) 순철에서는 A0, A1변태가 없다.

제 3장 탄소강

탄소강은 0.03-1.7%의 탄소함량을 갖는 철합금이며 Mn, Si, P, S 등의 원소가 함유

*Fe-C계 상태도

①포정점 - 1492℃에서 0.1%C의 □고용체와 0.51%C의 액상이 반응하여 0.16%C의 □고용     체가 형성       □(0.1%C) + L(0.51%C) ↔ □(0.16%C)

②공정점 - 1130℃에서 4.3%C의 조성을 가진 액상이 □고용체(1.7%C)와 Fe3C(6.67%C)로     동시에 정출     L(4.3%C) ↔ □(1.7%C) + Fe3C(6.67%C)

③공석점 - 723℃에서 0.8%C의 □고용체가 0.02%C의 □고용체와 Fe3C로 동시에 석출되는     반응            □(0.8%C) ↔ □(0.02%C) + Fe3C(6.67%C)

cf) 0.8%C의 강을 공석강, 0.02-0.8%C의 강을 아공석강, 0.8-1.7%C의 강을 과공석강

*탄소강의 조직

①페라이트 - □-Fe ∼ 전연성이 매우 풍부한 조직으로 철강조직 중 가장 전연성이 크다.

②오스테나이트 - C를 고용한 □-Fe ∼ 비자성체, 인성이 풍부하며 가공하기 쉽다.

③시멘타이트 - 금속간화합물 Fe3C ∼ 철강조직 중 가장 경도가 높다.

④펄라이트 - □-Fe와 Fe3C의 혼합 공석조직 ∼ 표준조직 중 가장 강인성이 크다.

⑤레데뷰라이트 - 723℃이상에서 존재하는 □-Fe

*탄소강의 5대 원소

①규소(Si) - 강의 인장강도, 경도를 높여주고 연신율, 충격값을 감소, 냉간가공성을 해침

②망간(Mn) - 연신율을 감소시키지 않고 강도를 증가, MnS생성하여 고온취성 방지

③황(S) - Fe와 화합하여 저융점화합물인 FeS를 형성, 고온취성을 일으킴, Mn으로 방지

④인(P) - Fe와 화합하여 Fe3P의 편석대인 고스트라인 형성, 상온취성을 일으킴

⑤탄소(C) - 흑연으로 존재시에는 재질이 연하고 약하여 절삭성이 좋지만 Fe3C로 존재시     에는 재질이 단단하고 메지며 절삭이 어려움.

⑥기타 - H2는 헤어크랙을 일으키고 O2는 고온취성의 원인이며 N2는 석출경화로 시효경화     됨. Cu는 강도와 경도를 향상시키고 내식성을 증대시키지만 냉간가공을 떨어뜨림.

*탄소강의 성질

①물리적 성질 - 탄소량의 증가에 따라 비중, 열팽창계수, 열전도도, 온도계수는 감소하나     비열, 전기저항, 항자력은 증가한다.

②기계적 성질

- C에 량 : 함량이 증가하면 인장강도와 경도 증가, 연신율과 충격값 감소, 공석점(0.8%)       이상이 되면 시멘타이트가 망상조직으로 되어 경도는 증가하나 인장강도는 감소.

- 온도 : 200-300℃에서 인장강도와 경도가 최대가 되고 연신율이 최소가 되는 청열취성       이 나타나고 이런 현상이 저온취성이라는 영하온도에서도 일어난다.

*탄소강의 가공

①고온가공 - 재결정온도 이상(공석점 온도이상)에서 가공하는 것, 상온가공에 비해 가공     성이 좋지만 고온으로 인해 표면이 산화되고 부피변화가 생길 수 있다.

②상온가공 - 재경정온도 이하에서 가공하는 것, 여리고 취약해지므로 풀림에 의한 연화가     필요하다.

*탄소강의 종류

①구조용 탄소강 - 일반구조용강(0.15-04%C)은 철도, 차량, 교량 및 일반구조물, 기계구조     용강(0.4-0.6%C)은 기계부품

②판용강 - 후판은 성분이나 성질이 구조용강, 박판은 탄소함량이 0.12%이하로 다소 특수

③선제강 - 연강선제(0.06-0.25%C)는 철선, 철망 등, 경강선제(0.25-0.8%C)는 인발가공하여     만들어진다. 피아노선(0.55-0.95%C)는 강인한 소르바이트조직으로 스프링, 와이어 로프

④쾌삭강 - 보통강보다 P, S의 함량을 많게 하거나 Pb, Se, Zr을 첨가

⑤스프링강 - 소르바이트조직(0.4-1.12%C)으로 P, S의 양이 적은 양질의 킬드강

⑥레일강 - 마모를 적게 하기위해 강인하고 경도가 높아야 한다. 탄소함량(0.35-0.6%)

⑦탄소공구강 - 고탄소강(0.6-1.5%C)이 쓰이며 C량이 많은 것은 경도가 크고, 적은 것은      점성이 크다

⑧주강 - 가공이 곤란한 경우, 주철로는 강도가 부족할 때 강을 주형에 주입하여 사용

제 4장 강의 열처리와 표면경화

*열처리개요

열처리란 고체 금속을 적당한 온도로 가열한 후 적당한 속도로 냉각시켜서 그 기계적 성질을 향상 및 개선하는 조작

변태	온도(℃)	반응
A0	210	시멘타이트의 자기변태, Curie Point
A1	723	공석변태, 오스테나이트↔펄라이트
A2	768	철의 자기변태
A3	910	□-Fe ↔ □-Fe
A4	1400	□-Fe ↔ □-Fe
Acm	723-1145	과공석강의 시멘타이트가 고용, 석출
Ae		평형상태하에서 일어나는 변태

①항온냉각변태곡선 - 오스테나이트상태에서 A1점이하의 일정온도까지 급냉하여 이 온도     에서 항온유지할 때 일어나는 변태를 나타낸 곡선으로 C곡선, TTT곡선이라고도 한다.

②연속냉각변태곡선 - 오스테나이트상태에서 여러 가지 속도로 연속냉각한 때에 각종 냉     각속도에 의한 오스테나이트의 변형개시 및 종료를 나타낸 곡선으로 CCT곡선이라 함

*담금질(소입, Quenching)

강을 A1-A3변태점 이상의 고온인 오스테나이트 상태에서 급냉하여 A1변태가 저지되어 경도와 강도를 증가시키는 조작

①오스테나이트 - 고탄소강을 수중에 급냉하였을 때 나타나는 조직의 일부이며 전부 오스     테나이트로 되는 일은 없다. 강인하며 비자성체

②마르텐사이트 - 오스테나이트에 고용되었던 탄소가 페라이트에 억지로 고용된 과포화고     용된 조직, 경도가 열처리 조직 중 최고이지만 취성이 있다. 강자성체이며 내식성이 크고     비중은 오스테나이트나 펄라이트보다 작다.

③트루스타이트 - 마르텐사이트 조직보다 냉각속도를 조금 적게 하여 □-Fe와 시멘타이      트가 극히 미세하게 혼합되어 있는 조직, 강도와 경도는 마르텐사이트보다 조금 작으며     인성과 연성이 다소 있고 큰 경도와 약간의 충격값을 요하는 부분에 쓰임

④소르바이트 - 트루스타이트보다 냉각속도를 조금 적게 하여 트루스타이트보다 조대한      조직. 트루스타이트보다 연하나 펄라이트보다는 경도 및 강도가 크다. 철강조직 중 가장     강인성이 큰 조직

⑤베이나이트 - 마르텐사이트와 트루스타이트의 중간상태 조직, 열처리에 따른 변형이 적     고 강도가 높고 인성이 크다. 마르텐사이트에 비해 시약에 잘 부식

⑥담금질 질량효과 - 질량이 큰 재료는 내부가 급냉되지 못하므로 온도차가 생겨 외부는     경화하여도 내부는 경화하지 않는 현상, 경화능 측정방법에는 주로 조미니법

⑦담금질 팽창 - 오스테나이트가 마르텐사이트로 변화할 때는 □고용체가 □고용체로 변     화하는 것이므로 대단히 팽창되며 □고용체로부터 고용 탄소가 Fe3C로 변할 때는 수축     하게 된다.

마르텐사이트 > 트루스타이트 > 소르바이트 > 펄라이트 > 오스테나이트

*뜨임(소려, Tempering)

담금질 후 A1변태점 이하로 재가열하여 경도는 다소 작아지나 인성을 증가시켜 강인한 조직으로 만드는 열처리

①뜨임취성 - 뜨임조작시 때로는 충격값이 저하하는 경우가 있다. 저온뜨임취성(300℃)은     방지할 수 없으므로 이 온도에서의 뜨임은 피해야 하지만 제 1, 2차 뜨임취성              (450-525-600℃)은 Ni-Cr강에 나타나는 특이한 현상으로 소량의 Mosk W을 첨가하면      방지된다.

②뜨임색

200℃	220℃	240℃	260℃	280℃	290℃	300℃	320℃	350℃	400℃
엷은황색	황색	갈색	자주색	보라색	짙은청색	청색	엷은회청색	청회색	회색

③심냉처리(Sub-Zero Treatment) - 담금질한 강을 영하의 온도로 냉각하여 잔류오스테나이    트를 마르텐사이트로 변태시켜 주는 처리

*불림(소준, Normalizing)

A3-Acm변태점 이상 30-50℃의 온도범위로 일정시간 가열해서 미세하고 균일한 오스테나이트로 만든 후 공기중에서 서냉시키면 미세한 □-고용체와 시멘타이트의 표준조직이 되어 기계적 성질이 향상된다. 이러한 열적 처리를 말함.

*풀림(thens, Annealing)

담금질과 반대로 열처리에 의한 경화나 가공경화된 재료의 경도를 저하시켜 연하게 하고 내부응력을 제거시키며 고온가공으로 불균일하고 거칠어진 조직을 균일하고 미세화시키는 열처리

①완전풀림 - 열처리에 의하여 경화된 재료의 완전 연화를 목적으로 A1-A3 변태점 이상      30-50℃범위로 일정시간 가열한 다음 노냉으로 서서히 냉각시키는 열처리

②저온풀림 - 응력제거풀림, 주조, 단조, 냉간가공후에 존재하는 내부응력제거, 500-600℃     로 가열 후 서냉하는 풀림

③확산풀림 - 황화물의 편석을 제거하는 목적, 1100-1150℃로 가열하며 안정화 풀림

*항온 열처리

연속적으로 냉각하지 않고 열욕 중에 담금질하여 그 온도에서 일정시간 항온유지하였다가 냉각하는 열처리(온도-시간 그래프를 잘 기억해 둘 것)

①항온풀림 - 노우즈보다 조금 높은 온도까지 열욕에 냉각시켜 그 온도에서 항온변태

②항온담금질

- 오스템퍼 : 노우즈와 Ms점 중간온도의 열욕에 냉각시킨 후 일정시간 유지, 베이나이       트 조직을 형성

- 마르퀜치 : Ms점보다 다소 높은 온도의 열욕에 담금질 한 후 뜨임하는 방법

- 마르템퍼 : Ms선이하의 열욕에서 항온유지한 후 공냉하는 방법

- Ms퀜치 : Ms점보다 약간 낮은 온도의 열욕에 담그질한 후 급냉하는 방법

③항온뜨임 - 뜨임에 의하여 2차경화되는 고속도강이나 다이스강 등의 뜨임에 이용

* 강의 표면경화

내부를 강인하게 표면은 경도를 높혀 내마모성을 부여하는 것

①물리적 표면경화

- 화염경화법 : 산소-아세틸렌 불꽃을 사용하여 강 표면을 급히 가열하고 물을 분사하여       급냉시켜 표면만 경화하는 방법

- 고주파경화법 : 표면에 고주파 유도전류에 의해 표면을 급히 가열한 후 물을 분사하여       급냉하는 방법

②침탄법 - 저탄소강(0.2%)의 표면에 탄소를 침투하여 표면만 고탄소강으로 한 다음 열처     리하여 표면만 경화시키는 방법, 침탄하지 않을 부분은 구리도금

- 고체 침탄법 : 침탄제로 목탄, 코크스, 골탄 등인 고체 이용하고 침탄촉진제로 탄산바       륨(BaCO3), 탄산나트륨(Na2CO3) 등을 사용하여 침탄시킨다.

- 액체침탄법 : 침탄제로 시안화칼륨(KCN), 시안화나트륨(NaCN) 등을 침탄촉진제로 염       화나트륨, 염화칼륨, 탄산나트륨 등을 사용하여 침탄, 시안화법, 청화법이라고도 한다.

침탄과 질화가 동시에 진행된다.

- 기체침탄법 : 침탄제로 메탄, 에탄, 프로판 등을 사용

③질화법 - 가열된 강에 질소를 침투시켜 Fe4N과 Fe2N의 질화철을 만든다.

부 분	침 탄 법	질 화 법
경 도	낮다	높다
열 처 리	반드시 필요하다	필요없다
소용시간	짧다	길다
변 형	크다	작다
고온경도	낮아진다	낮아지지 않는다
사용재료	제한이 적다	질화강이라야 한다

④기타

- 초경침투법 : WC와 같은 초경 탄화물을 소결 부착

- 숏 피닝법 : 강이나 주철제의 작은 볼을 고속으로 분사하여 표면층을 가공경화

- 방전경화법 : 방전현상을 이용하여 강의 표면을 침탄, 질화시키는 방법

⑤금속침투법 - 모재와 다른 종류의 금속을 확산침투시켜 합금 피복층을 얻는 방법

- 세라다이징 : Zn을 재료표면에 침투시키는 방법, 내식성 향상과 표면경화층을 얻음

- 크로마이징 : Cr을 침투, 내식, 내열성 및 내마모성이 향상

- 칼로라이징 : Al을 침투, 내식성 향상

- 실리코나이징 : Si를 침투, 내산성을 향상

- 보로나이징 : B를 침투, 표면경도를 향상

제 5장 특수강

* 특수원소

①니켈 - 펄라이트가 미세하게 되고 페라이트가 강인해지며 저온취성이 생기지 않는다

②크롬 - 담금질성을 개선하는 효과가 니켈보다 우수, 강도증가, 내식성, 내마모성, 내열성     향상

③망간 - 담금질성 향상에 가장 효과적인 원소, 0.1%이상 첨가되면 취성이 증가, 고온취성     (적열메짐) 방지 효과

④몰리브덴 - 고온경도를 개선하며 인성이 양호해지고 특히 뜨임취성을 방지

⑤텅스텐, 코발트 - 고온에서도 인장강도와 경도가 저하되지 않아 고온절삭성을 크게 한다

*특수강의 상태도와 조직

①오스테나이트 구역 확대형 - Ni, Mn 등, 오스테나이트의 변태온도를 저하하는 한편 변     태속도를 느리게 하여 오스테나이트 구역을 확대하는 원소

②오스테나이트 구역 폐쇄형 - Cr, W, Mo, V 등, 오스테나이트의 변태온도가 상승되나 변     태속도는 점차로 느리게 된다.

③자경성 - 오스테나이트 구역 확대형 원소는 변태속도를 감소시킴에 의해 오스테나이트     구역 폐쇄형 원소는 탄화물을 형성하고 탄소의 확산을 막으며 냉각변태를 감소시킴에 의     해 임계냉각속도를 감소시켜 경화능을 증가시킨다.

④수인법 - 고Mn강이나 18-8스테인레스 강 등과 같이 첨가원소가  다량인 것은 변태온도     가 더욱 저하되어 있으므로 서냉시켜도 그 조직이 오스테나이트로 된다. 이러한 것들은     1000℃에서 수중에 급냉시켜서 완전한 오스테나이트로 만드는 것이 오히려 연하고 인성     이 증가되어 가공하기가 용이하다. 이러한 열처리법을 수인법.

*구조용 특수강

①강인강 - 탄소강보다 강도가 크고 인성이 커야 한다. Ni, Cr, Mo, W, V, Ti 등 첨가

- 니켈강 : 인장강도, 탄성한도를 증가시키며 연신율을 그다지 감소시키지 않음(보통          1.5-5.0% Ni). 자동차, 선박, 교량 등에 사용되고 자경성이 크다.

- 크롬강 : 탄소강과 기계적 성질이 비슷한 자경성이 커서 열처리 후에 강도, 내마모성       이 양호, 볼트, 축, 기어 등

- 니켈-크롬강 : Ni와 Cr강의 장점을 조합해서 만든 특수강. 강인하고 점성이 크며 담금       질 효과도 커서 널리 사용, 주괴제조시 수지상이나 백점, 뜨임취성이 생기기 쉽다.

- 니켈-크롬-몰리브덴강 : 구조용 특수강 중 가장 우수하고 대표적인 강(Ni-Cr강에           05%이하의 Mo첨가), 강한 소르바이트 조직, 병기재료, 크랭크축, 기어 피스톤 등

- 크롬-몰리브덴강 : Cr강에 0.15-0.35% Mo첨가, Mo의 첨가로 뜨임취성이 없고 용접이       쉬우며 열간가공이 쉽고 특히 고온강도가 큰 장점, 고압터빈, 압연 롤 등

- 저망간강 : 고장력강 또는 듀콜강이라고도 하며 인장강도가 크며 용접성이 우수, Mn       의 첨가량은 1.0-2.5%정도로 상온에서 펄라이트 조직이 되어 펄라이트 강이라고도 함

- 고망간강 : 고탄소강에 10-14%의 Mn을 합금시킨 강으로 헤드필드강이라고도 하며 상       온에서 오스테나이트 조직이므로 오스테나이트 망간강이라고도 한다. 수인법으로 열처       리하고 인성 및 내마모성이 매우 커 철도레일의 교차점이나 칠드롤 불도져 등에 사용

②스프링강(SPS) - 고탄소강(0.5-1.0%C) 및 Si-Cr강, Cr-V강, Mn강 등의 특수강이 열간     가공으로 만들어지며 강철선, 피아노선, 띠강 등은 냉간가공

*특수공구재료

①합금공구강(STS)

- 절삭용 합금공구강 : 경도를 크게 하고 절삭성을 좋게 하기 위하여 탄소량을 높이고        Cr, W, V 등을 첨가한 공구강, Cr강, W강, W-Cr강

- 내충격용 합금공구강 : 내충격이 필요한 공구는 인성이 커야 하므로 절삭용 공구에 비       해 탄소량이 낮고 Cr, W, V 등을 첨가해야 한다.

②고속도강(SKH) - 절삭공구강의 대표적인 강으로 하이스(HSS)라고도 한다.

- W계 고속도강 : 18%W-4%Cr-1%V로 된 18-4-1형과 14-4-1형이 있다.

- Co계 고속도강 : 고온경도증가로 강력한 절삭공구로 적당하며 고급 고속도강이라 한       다. 단점은 단조가 곤란하며 균열이 생기기 쉽다.

- Mo계 고속도강 : Mo 5-8%를 첨가시킨 고속도강

③스텔라이트 - 스텔라이트는 강이 아니고 Co를 주성분으로 합금으로 단련이 불가능하므     로 금형에서 주조한 것을 필요한 형상으로 연마하여 사용하는 주조경질 합금, 열처리를     하지 않으며 600℃이상에서는 고속도강보다 경도가 크므로 절삭능력이 좋으나 충격에 약     하다. 밀링커터, 드릴, 다이스 등

④소결 초경합금 - 금속 탄화물의 분말에 결합제의 분말을 혼합하여 분말야금법으로 제조     한 공구강, 결합제로는 Co, 미디아, 비디아, 마볼로이, 텅갈로이 라는 상품명

*특수용도 특수강

①쾌삭강 - S, Pb 또는 흑연을 첨가시킨 강

②스테인레스강(SUS) - Cr 및 Ni을 다량 첨가하여 내식성을 크게 향상시킨 강으로 녹이     슬지 않는다고 하여 불수강이라고도 한다.

- 크롬계 스테인레스강 : 유기산이나 질산에도 침식되지 않으나 황산, 염산에는 침식되       기 쉽다.

- 크롬-니켈계 스테인레스강 : 크롬계 스테인레스강보다 내식성, 내산성이 현저히 크며       오스테나이트 조직으로 비자성체, 18-8스테인레스강

③내열강(HRS) - 고온에서 장시간 견딜 수 있는 재료, 페라이트 내열강, 페라이트 내열강     중에서 Si를 첨가하여 내산성의 저하를 보충한 실크롬강, 18-8 스테인레스강에 Ti, Mo,     Ta, W 등을 첨가한 오스테나이트 내열강 등

④불변강 - 온도가 변하더라도 열팽창계수 및 탄성계수가 변하지 않는 강

인바, 초인바, 엘린바(거의 변화가 없다), 플래티나이트(유리 및 백금과 거의 동일, 유리     와 금속의 봉착재료)

*기타 특수강

①규소강 - 발전기, 변압기 등에 사용, 대표적인 종류가 샌더스트로서 Fe-Si-Al계 합금

②자석강 - KS강, MK강, MT강, OP강, 알코니 등

③베어링강 - 내충격, 탄성한도 및 피로한도가 큰 강, 고탄소크롬베어링강재

④게이지강 - 블록게이지, 와이어게이지 등 정밀기구에 사용

제 6장 주철

탄소량이 1.7-6.67%인 철합금으로 주형에 주입하여 주물로 만들 수 있는 것을 말한다.

장점 : ①주조성이 우수하여 크고 복잡한 형태의 부품도 쉽게 만들 수 있다 ②내마모성이    우수하다 ③압축강도가 크다 ④주철내의 흑연에 의해 내식성이 탄소강에 비해 우수하다

단점 : ①인장강도가 매우 작다 ②취성이 매우 크다 ③소성가공이 불가능하다

*마우러 조직도

주철에 흑연이 많을 경우에는 파단면이 회색을 띠는 회주철이되며 흑연의 양이 적고 대부분의 탄소가 시멘타이트의 화합탄소로 존재할 경우에는 그 파면이 흰색을 띠는 백주철로 된다. 회주철과 백주철이 혼합된 조직을 반주철이라고 한다.

①마우러 조직도 - 주철에서 Si는 흑연의 정출 또는 석출에 큰 영향을 준다. C와 Si의 양     에 따른 주철의 조직관계를 표시한 대표적인 조직도

②흑연 생성 촉진 원소 - Si, Ni, Al 등

③흑연 생성 방해 원소 - Cr, S, Mn 등

*주철의 성질

①기계적 성질 - 주철의 인장강도는 흑연의 형상, 분포상태 등에 따라 좌우된다. 경도는      페라이트주철 < 펄라이트주철 < 합금주철 < 백주철의 순서이고 충격치는 C와 Si의 양     이 증가하면 흑연이 많아져서 점차 저하하지만 페라이트 조직의 주철이 펄라이트 주철보     다 충격치가 높다.

②화학성분

- C : 주철 중에 시멘타이트 또는 흑연의 상태로 존재, 흑연은 냉각속도가 느릴수록 또       는 Si의 양이 많을수록 많아지며 흑연의 양이 많아지면 주철은 무르고 강도가 낮으나       그 분포상태 및 형상이 미세할수록 강도가 높아진다.

- Si : Si는 주물의 유동성을 좋게 하고 주물의 두께가 얇을수록 냉각속도가 빠르고 C가       시멘타이트로 되기 쉬우므로 얇은 주물일수록 Si를 다량 첨가해야 한다.

- P : P가 첨가되면 유동성이 매우 좋아지지만 많으면 스테다이트라는 조직이 되어 주       철을 단단하고 여리게 하여 해롭다.

- Mn : 흑연의 생성을 방해하는 원소이므로 소량 첨가

- S : 주물의 유동성을 나쁘게 한다.

③주철의 성장 - 시멘타이트의 흑연화, 규소의 산화, 가열과 냉각에 따른 균열성장, 기공의     팽창 등에 의해 보통 고온으로 가열과 냉각을 반복하면 차례로 팽창하여 강도나 수명을     저하시키는데 이것을 주철의 성장이라 한다.

*주철의 종류

①보통주철 - 편상흑연과 페라이트의 조직, 주조가 쉽고 가격이 저렴

②고급주철 - 기지조직을 펄라이트로 하고 흑연을 미세화시며 인장강도와 충격값을 향상,     랜쯔주철, 엠멜주철, 미히나이트주철, 코르살리주철 등, 미히나이트주철은 저탄소, 저규소     의 용융주철에 Ca-Si분말을 첨가하여 흑연을 미세하고 균일하게 분포시킨 것(접종)

③합금주철

- 합금원소 : Cr은 흑연화를 방지하고 탄화물을 안정, Ni는 비자성인 오스테나이트 주철       로 얇은 부분의 칠(Chill)방지, Mo는 흑연을 미세화, Ti는 강탈산제, V는 흑연과 펄라       이트를 미세화, Cu는 내식성 및 내마모성을 향상시키는 역할을 한다.

원소명	Si	Al	Ni	Cu	Mn	Mo	Cr	V
흑연화 값	1	0.5	0.3-0.4	0.35	-0.25	-0.35	-1	-2

- 기계구조용 합금주철 : Ni주철, 소량의 Cr 및 Mo을 첨가, 자동차용 엔진의 크랭크축

- 내마모용 주철 : Ni-Cr주철은 마르텐사이트조직, Ni, Cr외에 Mo, Cu 등을 첨가한 침       상 어시큘러 주철은 흑연과 베이나이트 조직으로 된 내마모용 주철.

- 내열 및 내산 주철 : Ni를 다량 함유한 오스테나이트계는 니레지스트주철, 니크로실랄       주철, 노마그주철 등이 있고 내산, 내열성이 높고 비자성체이고 고크롬주철은 풀림상자       나 노재용으로 사용되며 듀리론, 코로실론 등이 있으며 고규소주철은 내산주철로 유명       하며 실랄주철이 있다.

④구상흑연주철 - 주철내의 흑연을 구상화함으로써 연성을 부여한 주철로 연성주철, 노듈     러주철 또는 강인주철이라 한다. 실린더라이너, 크랭크 축, 압연롤, 주철관, 피스톤링

⑤칠드주철 - 규소가 적은 용융주철에 소량의 Mn을 첨가하여 금형에 접촉된 부분은 급냉     되고 단단한 백주철 층인 칠층을 형성시킨 주철

⑥가단주철 - 백주철을 장시간 가열탈탄시키거나 흑연화시켜 가단성을 부여한 주철

- 흑심가단주철 : 백주철을 장시간 풀림처리하여 시멘타이트를 분해시켜 입상으로 석출       시킨 주철로 시멘타이트가 분해되어 흑연과 오스테나이트가 되며 자동차부품, 이음류,       캠, 차량의 프레임 등에 이용되며 강재의 대용물로도 쓰인다.

- 백심가단주철 : 장시간 탈탄시켜 제조한 주철로 흑심보다 강도는 높으나 연신율이 작       으며 자동차부품, 방직기 부품 등에 쓰인다.

- 펄라이트가단주철 : 흑연화를 완전히 하지 않고 제 1단 흑연화가 끝난 후 약 800℃에       서 일정시간 유지 후 급냉하여 펄라이트가 적당히 남게 하여 인장강도가 크며 연신율       은 다소 감소된 주철로 다소 강도가 높은 기어, 밸브, 공구 등에 쓰임.

제 7장 비철금속재료

*구리와 구리합금

①제법

동광석 ―→ 전로 ―→ 조동 ―→ 반사로 ―→ 형동

―→ 전기정련 ―→ 전기동

②성질

- 물리적 성질 : fcc, 융점 1083℃, 비중 8.9이고 전기전도도가 은 다음으로 좋고 비자성

- 화학적 성질 : 자연수에는 내식성이 좋으나 염수에는 부식이 되고 산에는 쉽게 용해되       며 Cu2O를 함유하는 동을 수소가 함유된 환원성 가스 중에서 가열하면 수소가 동 중       에 확산 침투해서 Cu2O를 환원하여 수증기를 발생하여 작은 헤어크랙을 많이 일으킨       다. 이로인한 수소 취성이라는 현상이 나타난다.

- 기계적 성질 : 동은 동소변태가 없고 재결정 온도는 200℃, 연신율은 500-600℃에서        최저로 되고 그 이상 온도에서는 다시 증가, 고온가공은 750-850℃범위에서 하는 것이       좋다.

③황동 - 구리에 아연을 첨가한 합금, Zn의 함량에 따라 6개의 상, □상은 면심입방격자이     며 성질은 연하고 늘어나기 쉽다. □상은 체심입방격자.

- 기계적 성질 : Zn의 함량따라 경도와 강도가 급격히 증가하나 40%이상이 되면 강도는       반대로 급격히 감소

- 화학적 성질 : 해수와 접촉되면 침식되기 쉬워서 황동표면으로부터 아연이 점차로 녹       아버리는 탈아연부식이 나타난다. 또 상온가공을 한 경우는 사용중이나 저장중에 갈라       지는 경우가 있는데 이를 응력부식균열이라 하고 저장중에 나타나는 현상을 자연균열       이라 한다.

④황동의 종류

- 톰백 : 5-20%Zn의 저아연합금을 총칭, 금색에 가깝고 연성이 좋으므로 대부분 장식용

- 70Cu-30Zn : 황동의 대표적인 것, 연신율이 크고 상당한 인장강도, 각종 봉, 선, 관 등

- 60Cu-40Zn : 상온에서 전연성은 낮으나 강도는 크다. 강도를 요하는 기계부품

⑤특수황동 - 보통황동에 Pb, Sn, Al, Si, Fe 등을 첨가하여 □, □상의 양적이 변화를 가     져옴

- 아연당량 : 첨가원소의 1%가 Zn의 몇 %에 해당하는 가를 환산한 것

원소	Sn	Al	Si	Fe	Mn	Ni	Mg	Pb
아연당량	2.0	6.0	10.0	0.9	0.5	-1.3	2.0	1.0

- 연황동 : 황동에 Pb을 합금, 쾌삭황동, 하드브레스

- 주석황동 : 황동에 소량의 Sn, 내해수성, 어드미럴티 메탈, 네이벌 브래스

- 알루미브래스 : Al첨가, 내식성 향상, 알브락

- 실진 브론즈 : 규소첨가, 주조성향상, 내해수성, 강도 우수, 선박부품의 주물

- 고강도 황동 : Zn의 일부를 Mn, Ni, Al, Sn, Si 등의 원소로 치환, 강도 및 내식성 향       상, 망간청동

- 델타메탈 : 철황동이라하며 황동에 Fe를 소량 첨가, 주조재료에 적합하며 내식성 향상

- 양은 : 황동에 Ni을 첨가

⑥청동 - 보통 Cu-Sn계 합금, 넓은 의미로 Cu를 주성분으로 한 Cu-Zn계 이외의 것.

- 기계적 성질 : 인장강도, 경도는 Sn의 농도에 따라 증가하며 , 연신율은 감소

- 화학적 성질 : 담수, 해수 중에서도 우수한 저항력이 있고, 10% Sn까지 주석함량이 증       가함에 따라 내해수성이 좋아지며 진한 질산이나 염산에 부식이 크다.

⑦청도의 종류

- 기계적 청동 : 포금이라하며 90%Cu-10%Sn으로 강도와 연성이 크고 내식성, 내마모성       이 우수

- 화폐용 청동 : 3-10%Sn으로 단조성이 좋으며 단단하며 강인하고 마모, 부식에 잘 견       디고 Zn은 1%내외, Pb는 1-3%을 첨가

- 미술용 청동 : 주물은 많은 Zn을 첨가하고 절삭가공을 쉽게 하기 위해 Pb을 첨가

⑧특수청동

- 인청동 : 고탄성을 요구하는 판, 선 등의 스프링 가공재나, 내식성, 내마모성이 요구되       는 부품의 주물

- 연청동 : 청동에 Pb를 3-26%첨가하여 베어링 등에 널리 사용, 켈멧은 30-40% Pb를        첨가한 것으로 열전도가 대단히 좋아 사용 중 온도상승이 적으므로 고속, 고하중의 베       어링을 적합

- 알루미늄 청동 : Al 8-12% 함유하여 기계적 성질, 내식성, 내열성 우수, Fe, Mn, Ni,       Si 등을 첨가하여 만든 것을 암즈 청동이라 한다.

- 규소청동 : 에버듀르, 허큘로이 등, 내식성이 좋고 강도가 크며 용접성이 좋다.

- 콜슨 청동 : C합금이라하며 Cu-Ni-Si 합금, 전기전도도가 좋아 전화선 등으로 쓰임

- 베릴륨 청동 : Cu-Be계 합금, 동합금 중에서 가장 높은 강도와 경도

- 망간 청동 : Cu-Mn계 합금, 내열성 우수, 전기저항이 커 저항재료, 레지스틴, 망가닌

*알루미늄과 그 합금

①제법

보크사이트 ― Bayer 법→ 알루미나 ― 전기분해 → 알루미늄

②성질

- 물리적 성질 : 비중 2.7, 융점 660℃, 면심입방격자형 구조, 전기전도도는 Cu의 약 60%

- 화학적 성질 : 산화피막의 보호작용으로 내식성이 좋고 순도가 높을수록 좋다. 알칼리       성은 피막을 용해시키므로 염류, 암모니아 등에 약하다. 내식성은 Cu첨가시 저하

- 기계적 성질 : 순도가 높을수록 연하다. 재결정 온도는 300℃

③알루미늄 합금

- Al-Cu계 : 시효경화성(약 160℃)이 있으며 강도, 연신율, 피절삭성이 좋으나 주물의 수       축에 의한 열간균열을 일으키기 쉽다.

- Al-Si계 : Al에 대한 Si의 용해도가 적으나 Na 등에 의해 개량처리한 실루민은 기계       적 성질이 우수하고 용탕의 유동성도 Al합금 중에서 가장 우수

- Al-Cu-Si계 합금 : 라우탈이라하며 Si에 의해 주조성을, Cu에 의해 피절삭성을 개선

- Al-Mg계 합금 : 하이드로날륨, 내식성, 강도, 연신율 우수, 비중이 작고 피절삭성 좋다

- Al-Cu-Ni-Mg계 합금 : Y합금, Al5Cu2Mg2가 결정립계에 석출되어 고온에도 강도유지

- 내식성 Al합금 : Al-Mn의 알민, Al-Mn-Mg, Al-Mg의 하이드로날륨, Al-Mg-Si의 알       드리 등

- 고강도 Al합금 : Al-Cu-Mg-Mn의 두랄루민(항공기, 자동차), 초두랄루민 등

- 내열용 합금 : Y합금, 알루미늄분말소결체(SAP, APM)

* 마그네슘과 그 합금

①성질 - 비중 1.74로 실용금속 중에서 가장 가볍다. 조밀육방격자형, 융점이 650℃이고 피     절삭성이 좋다. 해수에 대해서 대단히 약하며 수소를 방출, Mg합금에 소량의 Mn을 함     유하여 Fe로 인해 생기는 부식성을 방지한다.

②Mg합금 - 피절삭성이 목재와 같을 정도로 좋아서 부품의 중량경감과 공작비의 저하에     큰 효과가 있고 상온가공은 거의 불가능하여 300℃정도에서 고온가공을 해야 한다.

- 주조용 : Mg-Al계 합금에 소량의 Zn, Mn을 첨가한 엘렉트론 또는 다우메탈이 있다

- 가공용 : Mg-Al-Zn계, Mg-Zn-Zr계는 항공기재

*니켈과 그 합금

①성질 - 비중 8.9, 융점 1455℃, 가공성이 좋고 내식성(염류)이 좋다. 순니켈로 쓰이는 일     은 거의 없고 주로 구조용 특수강, 스테인레스강, 내열강 등의 합금 원소로 가장 많이 사     용된다.

②Ni-Cu계 합금

- 백동 : 10-30%Ni, 전연성이 비철합금 중 가장 좋다. 화폐, 열교환기, 탄피

- 콘스탄탄 : 40-50% Ni, 열전대 재료나 전기저항재료

- 모넬 메탈 : 60-70% Ni, 기계적 성질 우수, 내식성 우수, 주조와 단련이 쉬운 특징으       로 내식과 내열 합금으로 널리 쓰임

③Ni-Fe계 합금 - 통상 자성재료로 쓰인다.

④Ni-Cr계 합금 - 니크롬선(전열기 저항선), 알루멜, 크로멜, Pt-Pt·Rh(전선), 인코넬(산,     염류, 알칼리 등에 우수한 내식성)

*기타금속

①아연 - 비중 7.1, 융점 420℃, 조밀육방격자, Al이 가장 중요한 합금원소(자막, 마작.ZAC,     MAC 등)

②납 - 비중 11.34, 융점 327℃, 땜납(Pb-Sn합금, 융점 최하 183℃), 활자합금(Pb-Sb-Sn)

③티탄늄 - 비중 4.5, 융점 1670℃, 내식성이 대단히 좋다. 강도가 크다.

④코발트 - 비중 8.9, 융점 1480℃, 자성재료, 내열합금, 주조경질합금, 초경합금 등에 사용

⑤텅스텐 - 비중 19.2, 융점 3395℃, 융점이 가장 높은 금속, 전구 필라멘트

⑥몰리브덴 - 비중 10.22, 융점 2650℃, 텅스텐과 더불어 고융점금속

⑦베어링용합금 - Pb, Sn 등을 주성분으로 하는 베어링 합금의 총칭을 화이트 메탈

⑧형상기억합금 - Ni-Ti계 합금으로 온도 등의 조건에 대해 형상을 기억하고 적정 조건에     서 그 형상으로 되돌아 가는 합금