67.Fe-C 평형상태도에서 [δ고용체] + (L(융액)) ⇆ [γ고용체]가 일어나는 온도는 약 몇 ℃ 인가?

해설

철에서 발생하는 금속 반응은 3가지이며 이들은 Fe-C 평형 상태도에 존재한다. 1. 포정 반응: 고체 금속과 액체 금속을 섞어서 냉각하면 고체 금속 하나가 된다. 철같은 경우, 탄소 함유량이 0.18%일 때를 기준으로 1492도 이상에서는 δ철과 쇳물이 서로 섞여있는 상태이다. 이 상태에서 냉각하여 1492도 아래로 낮추면 오스테나이트 구조를 가진 철(감마철) 하나가 생성된다. 2. 공정 반응: 액체 금속을 냉각하면 다른 두 가지 금속이 나온다. 철같은 경우, 탄소 함유량 4.3%를 기준으로 1130도 이상에서는 액체 형태로 있게 된다. 이 상태에서 냉각하여 1130도 아래로 낮추면 탄소가 2%인 감마철과 6.67%인 시멘타이트(Fe3C)가 각각 생성된다. 3. 공석 반응: 고체 금속을 냉각하여 또 다른 두 가지 고체 금속이 나온다. 철같은 경우, 탄소 함유량 0.77%를 기준으로 712도 이상에서는 감마철 형태로 존재한다. 이 상태에서 냉각하여 712도 아래로 낮추면 페라이트 구조를 갖는 탄소함유량 0.02%의 알파철과 6.67%의 시멘타이트가 각각 생성된다. 이 때 생겨난 알파철과 시멘타이트를 모두 통틀어서 펄라이트라고 부른다. 주어진 문제에서는 델타철과 쇳물이 감마철로 변하는 것과 관련된 것이므로 포정 반응이 발생하는 온도를 묻는 문제이다. 그러므로 1492도 근방인 1490도(4번)가 정답이다. 1번은 순철과 강철의 자기변태점(A2 변태점)이다. 2번은 탄소 함유량이 0.02% 이하인 순철(=알파철)이 감마철로 변하는 동소변태점(A3 변태점)이다. 3번은 앞서 얘기하였듯 철의 공정 반응이 일어나는 온도이다.