기계·설비 · 용어

Fe-C 상태도금속재료산업기사·침투비파괴검사기능사 출제 용어

철과 탄소 합금의 온도·탄소량에 따른 조직(상) 변화를 나타낸 평형상태도로, 탄소강과 주철의 변태점·조직을 읽는 기본 도표다.

공정점은 액체가 두 고상(오스테나이트+시멘타이트, 레데뷰라이트)으로 동시에 정출되는 점이고, 공석점은 고체 오스테나이트가 페라이트+시멘타이트(펄라이트)로 동시에 분해되는 더 낮은 온도의 점이다.

같은 말: Fe-C diagram, Fe-C 평형상태도, 철-탄소 평형상태도, 철탄소 상태도

Fe-C 상태도는 철(Fe)과 탄소(C)의 합금이 온도와 탄소량에 따라 어떤 상(조직)으로 존재하는지를 나타낸 평형상태도이다.

탄소강·주철의 조직 변화와 열처리 온도를 읽는 기본 도표로, 포정점·공정점·공석점의 세 불변반응점과 A0·A1·A2·A3·A4 변태점이 표시된다.

시험 포인트

시험에서는 공정점의 탄소 함유량과 변태점을 온도가 낮은 순서(공석점 727℃ → A2 변태점 770℃ → 공정점 1147℃ → 포정점 1495℃)로 나열하는 문제를 가장 자주 묻는다.

시험에 나오는 핵심근거 문항·조문 표시

1
불변반응점 세 가지
- 포정점(액상+고상 → 다른 고상)
- 공정점(액상 → 두 고상 동시 정출, 레데뷰라이트)
- 공석점(고상 → 두 고상 동시 석출, 펄라이트).
포석점은 없다
기출 1건
2
변태점 온도 낮은 순
- 공석점 727℃
- A2 변태점(철의 자성 소실점) 770℃
- 공정점 1147℃
- 포정점 1495℃
기출 2건
가장 낮은 변태는 시멘타이트의 자기변태(A0, 약 210℃)이며, 공석선(A1) → 순철의 A2 자기변태 → 공정선 순으로 온도가 높아진다
기출 2건
공정점
탄소 4.3%에서 액체가 오스테나이트+시멘타이트(레데뷰라이트)로 동시 정출. 반응 온도 약 1147℃(1130℃). 시멘타이트의 탄소량은 6.67%
기출 2건
5
공석점 기준 강 분류
- 탄소 적음=아공석강
- 같음=공석강
- 많음=과공석강.
공석 조성은 약 0.77%C(출처에 따라 0.80%C). 탄소량 순서는 아공석강 < 공석강 < 공정주철 < 과공정주철
기출 3건
6
결정구조
- A3(912℃)~A4(1394℃) 사이의 γ-Fe는 면심입방격자(FCC, 오스테나이트)
- 그 아래 α-Fe와 그 위 δ-Fe는 체심입방격자(BCC)
- 시멘타이트(Fe3C)는 사방정
기출 2건