주철에 대한 이해

* 주철의 용접은 다른 금속소재 보다 용접이 까다롭다. 그 이유는 다른 금속 소재에 비하여   카본(탄소/C)함유량이 4 ~ 7%가 되므로 (탄소강 소재의 카본함유량 0.025 ~ 1.7% 함유)   용접시 많은 탄화층을 형성, 용접 후 열영향부위(HAZ)가 수축되면서 Crack을 발생함.   주철의 용접 및 용접성, 용접봉, 용접결함의 대처방법에 대하여 다루기로 한다.   주철의 용접 (Cast lron Welding)   1. 주철의 구성   1) 액상변태  ☞ 강, 주철의 분기점 : 2% C  ☞ 안정된 Eutectic : Austenite와 Graphite로 구성  ☞ 준안정된 Eutectic : Austenite와 철산화물(Cemenfite)로 그성  ☞ 주철 : 응고시 철, 탄소공정(Eutectci)을 생성하는 철, 탄소합금  ☞ 흑연화 촉진원소 (안정된 Eutectic) : Si, Cu, Te  ☞ 탄화물 안정원소 (준안정된 Eutectic) : Ca, Mg, Te  ☞ 느린 냉각속도 : 안정된 공정응고 (흑연화)  ☞ 빠른 냉각속도 : 준안정된 공정응고 (탄화물)   2) 고상변태  ☞ 준안정 상태(Cementite)는 고온의 고체상태에서 안정상태(흑연)로 분해  ☞ Austenite → 서냉시 → Ferrite,Pearlite → 급냉시 → Bainite, Martensite    2. 주철의 종류    ☞ 백주철 : Cementite 구성  ☞ 회주철 : 흑연구성   1) 회주철 (Grey Cast lron)  ☞ 2.0 ~ 4.5 % C, 1.0 ~ 3.0 Si  ☞ 10 ~ 25 kgf/㎟ : aY  ☞ 가공기 Base, 진동흡수 부분에 사용 2) 구상흑연주철 (Nodular Cast lron)  ☞  Mg,Ce를 주탕전에 첨가시 구상흑연 생성  ☞ 40 ~ 70kgf/㎟ 3) 가단주철 (Malleable lrons)  ☞ 백주철을 열처리하여 제작 : 좋은 용접성을 가짐  ☞ Cementite가 분해하여 Ferrite와 Pearlite 기지내에 탄소덩어리 형성 4) 백심 가단주철 (Whiteheart Malleable lrons)  ☞ 900 ~ 1000℃에서 탈탄분위기하에서 장시간 소둔(Annealing) : 기계적 성질 양호 5) 흑심 가단주철 (Blackheart  Malleable lrons)  ☞ 탈탄없이 850 ~ 950℃에서 백주철 주물을 소둔  ☞ 백주철의 탄소함유량이 적은 것을 사용하므로 작업난이 6) Pearlite 가단주철  ☞ Ferrite 흑심 가단주철을 한번 더 열처리  ☞ Ferrite 흑심 가단주철 보다 연성이 낮고 강도는 높다. 7) Compacted Graphite lron  ☞ Flaek와 구상흑연의 중간 형상  ☞ Ti, Mg, Ce 첨가 8) 백주철  ☞ Austenite와 Cementite 구성  ☞ 경도, 취성이 높다. 9) Austenite 주철  ☞ 편상흑연과 구상흑연의 형태로 제조   3. 주철의 용접성   1) 용접특성 ☞ 탈탄된 백심가단주철외에는 용접난이 ☞ Ferrite 기지를 갖는 주철이 고 탄소기지를 갖는 주철보다 용접 용이 ☞ 편산흑연주철이 구상보다 취성이 강하고 용접이 난이 2) 금속학적 영향 ☞ 용접부가 급냉시 백선화되면서 수축량이 편상흑연 주철에 비하여 많아 높은 잔류응력으로 균열의     위험성, 가공성 불량, 재질의 취성이 높다. ☞ 용접시 백주철의 생성은 피할 수 없다. ☞ 대책 : 낮은 입열로 모재의 용융정도를 억제하거나 Brazing, Soldering, 또는 분말용접을 적용 ☞ P의