건설안전기사 필기 - 건설재료학(금속재료)

금속 재료의 장단점

□ 장점

- 강도와 탄성계수가 크다

- 경도 및 내마모성이 크다

- 인성과 연성이 크다

- 가공이 용이하고 도금 및 도장에 의해 내구성이 커짐

- 다른 금속과 합금하면 품질과 성능 향상

□ 단점

- 전기 열전도율이 크다

- 비중이 커서 무겁고, 부식이 쉽다

 

철강

□ 철강의 성분 : 철과 탄소 규소 방간 황 인

□ 탄소함유량에 따른 철강의 종류와 성질

- 연철 : 0.04% 이하 연질이고 가단성이 큼

- 강 : 0.04 ~ 1.7 % 가단성, 주조성, 담금질, 효과가 있음

- 주철 : 1.7% 이상 경질이고, 주조성이 좋고, 취성이 크다

□ 탄소햠유량에 의한 탄소강의 분류

- 저탄소강 < 중탄소강 < 고탄소강

 

강의열처리

□ 풀림(어닐링)

- 가열한 후에 로속에서 서서히 냉각 / 신도가 증대되어 단조, 압연에 필요한 가공성과 적당한 기계적 물리적 성질이 생김 / 단단해지지 않고 연해짐

□ 불림(노멀라이징)

- 대기중에서 냉각 / 취도가 감소

□ 담금질(퀜칭)

- 강을 가열하고 물 또는 기름속에 급냉 / 경도가 커지고 강도가 커짐 / 연신율 신장률은 감소

□ 뜨임질9템퍼링)

- 담금질한 강을 다시 가열하여 공기중에 냉각 /강도 경도 감소 / 연실율 신장률 증가

 

강의 성질

□ 물리적 성질

탄소함유량이 증가하면 강도 경도가 증가, 비중 열전도율, 열팽창계수 등은 감소, 비열및 전기저항 증가

□ 기계적성질

- 응력 = 하중 / 단면적

- 인장강도 및 연신율

□ 탄소 및 기타 성분 함유에 의한 특성

- 탄소 : 함유량이 많을수록 강도가 증대, 신도는 감소 / 0.9~1.0% 인장강도 최대 / 0.9% 함유시 최대 경도 최고

- 망간 : 1%정도까지 강도 및 경도 증가 2%이상되면 취약

- 황 및 인 : 0.2% 이르면 가치가 없음

- 구리 : 용융성 중대, 크롬은 산화에 대한 내력증대, 니켈 경도증대

□ 온도에 의한 성질

- 0~250 : 강도 증가 250도에서 최대

- 500 : 1/2 감소

- 600 : 1/3 감소

- 900 : 1/10 감소

□ 내산 및 내 알칼리성

- 순철은 산에 약하나 탄소 함유량이 많을 수록 저항력을 증대시킴

- 강은 강알칼리에는 약하나 약 알칼리에는 영향이 거의 없음

 

특수강(합금강)

□ 구조용특수강

- 탄소강에 니켈, 크롬, 금속원소를 첨가 강인성을 높임 / 기계 구조용에 사용

□ 스테인레스강

- 내식성이 우수한 특수강 전기저항이 크고 열전도율이 낮음, 경도에 비해 가공성이 좋음

 

비철금속

□ 동(구리)

- 부식성이 적고, 유연성, 전성, 연성이 좋아 가공이 쉽다

- 전기 및 열의 양도체(전기전도열 가장큼)

- 고온에 취약, 주조가 어렵다. 

- 건조공기중에서 산화가 잘 안되나, 습기 작용에 의해 녹청색의 염기성 탄산동을 발생

- 암모니아 등 알칼리에 약함, 염산에 강함

□ 동합금

- 황동(놋쇠)

동 + 아연 합금 / 동보다 단단하고, 주조가 잘되며 압연 인발 가공이 용이 / 내식성이큼

- 청동

동 + 주석 합금 / 황동보다 내식성이 크고 주조가 쉬움

- 인천동

- 알루미늄청동

□ 알루미늄

- 비중이 철의 1/3, 열 및 전기의 양도체, 가볍지만 강도가 크고, 열 반사율이 큼 / 내화성이 적고 열팽창큼

- 공기중 피막을 만들어 내부를 보호, 내산성 및 내알칼리성에 약함,

□ 두랄루민 : 알루미늄 + 구리 + 마그네슘 + 망간

- 430~470도 쉽게 압연, 한번 가공한 것은 고온에서 가는 선이나 박판으로 제조

- 열처리 하면 재질이 개선되며 경도 및 강도 등이 증대

- 염분이 있는 해수에 부식성이 큼

□ 납과 납합금

- 인장강도가 극히 작다, X선 차단효과가 크다

- 공기중 수분, 탄산가스에 의해 표면이 산화하여 내부를 보호

- 염산, 황산, 농질산에는 침해되지 않으나 묽은 질산에 녹음

 

금속제품

□ 선제제품

- 와이어 메시 : 굵은 연강철선

- 와이어 라스 : 시멘트 몰탈 바륨 등의 바탕용 철근

□ 금속성형 가공제품

- 메탈라스 : 철망 철근

- 익스팬디드 메탈 : 연강판 망상, 콘크리트 보강용

- 메탈폼 : 금속제 콘크리트 거푸집

□ 장식용 금속 제품

- 코너비드 : 모서리쇠

- 조이너 : 이음새를 누르고 감추는데 쓰이는 금속제품

- 펀칭메탈 : 환기공 라디에이터 커버

- 스팬드럴 패널 : 수평이 되게 하기 위하여 고이는 모든 삼각형 부재

□ 고정철물

- 인서트 : 미리 묻어 넣는 고정철물

- 익스팬션볼트 : 특수형 팽창볼트, 콘크리트 표면

- 드라이브핀 : 못받기총, 특수못

□ 창호철물

- 정첩 : 여닫이 창호사용

- 지도리 : 회전창에 사용

- 플로어 힌지 : 자재여닫이 문을 열면 저절로 닫기

- 크리센트 : 오르 내리는 창 걸어

- 나이트랫치 : 외부에서는 열쇠, 내부에서는 손잡이

- 도어클로저 : 문을 열면 자동적으로 닫힘

- 래버터리 힌지 : 공중용 변소, 공중 화장실에 사용

- 도어스톱 : 여닫이 문이나 장지를 고정