재료의 침탄실험

소개글

재료의 침탄실험

목차

1)실험제목
2)실험목적
3)실험장비
4)실험재료
5)관련이론
2.1 고체 침탄
2.2 가스 침탄
2.3 액체 침탄법(침탄질화법)
6)실험방법
7)실험결과
8)고찰
9)참고자료 & 문헌

본문내용

4)실험재료
연강 봉 : 외경 20mm, 높이 25mm
고체침탄제 : 목탄(숯), BaCO₃

5)관련이론
침탄(carburizing)은 가장 널리 사용되고 있는 표면 경화법이다. 이것은 강의 표면에 탄소를 침투시키는 방법으로 기어, 피스톤 등과 같은 것은 마모작용에 강함과 동시에 충격에 대해서도 강해야 된다. 이러한 상반된 성질은 동시에 만족시키기 위하여 침탄 처리를 한다.
침탄용 부품은 탄소량이 0.02~0.25%라는 것과 같이 비교적 저탄소의 강으로 만들어진다. 보통 침탄용강은 탄소강(저탄소강 C:0.15~0.18%) 및 합금강(Cr-Mo 저합금 등)이다. 침탄할 때에는 표층의 탄소량이 0.8~0.9%가 되도록 조정하고 어떠한 경우에도 1%를 초과해서는 안된다. 표면층의 탄소량이 과공석(0.9% 이상)이 되면 시멘타이트의 조대한 망상이 나타나 표면층이 대단히 여리게 되기 때문이다.
2.1 고체 침탄
2.1.1 침탄반응
침탄온도로 가열하고 있을 때 침탄 상자 안에 두 종류의 가스, 즉 일산화탄소(CO)와 탄산가스(CO2)가 된다. 이것들의 가스는 처음에 고체 침탄제의 탄소가 상자 안에 혼재해 있던 공기 중의 산소에 의해서 산화되어 만들어지는 것이다. 이것은 다음 화학식에 의해서 표시된다.
C+O2=CO2 및 2C+O2=2CO

탄산가스의 발생은 그 밖에 침탄 촉진제로 첨가되고 있는 화학적 화합물(탄산바륨, 탄산 칼슘, 탄산 소오다 등)이 가열 중에 분해할 경우이다.
BaCO3=BaO+CO2
Na2CO3=Na2O+CO2

침탄제(목탄)가 존재할 때에는 CO와 CO2가스의 사이에 탄소의 평형이 유지된다.
CO2+C=2CO
온도가 높으면 일산화탄소(CO)의 양이 많아지고 탄산가스(CO2)가 작아진다.
침탄 반응은 강의 표면에 있어서 행해진다.
2CO=CO2+C
이 반응에 의해서 발생기의 탄소가 되고 이것이 침탄 온도에 있어서 금속의 표면에 흡수되어 내부로 향해서 천천히 확산해 간다. 이것과 동시에 탄산가스와 목탄이 반응해서 새로운 일산화탄소를 발생한다.

참고 자료

1. 저자. “기초실험(Ⅱ)”. 한밭대학교 춢판부. P. 9 ~ 18
2. 네이버, "http://www.naver.com/"
3. 구글, "http;//www.google.co.kr/"