기계재료학(SI 적용)

기계재료학은 기계 공학의 기초 과목으로서 특히 재료와 관련된 분야의 학생과 실무 현장에 종사하는 기술자에게 매우 긴요하고 필수적인 과목이라 할 수 있다. 이 책은 기계 재료 전반에 관한 내용을 체계적으로 학습할 수 있도록 다음과 같이 구성하였다.



기계재료학의 기초 이론을 일목요연하게 정리하였고, 각 장의 끝부분에는 연습 문제를 실어 줌으로써 앞에서 공부한 내용을 반복적으로 숙지할 수 있도록 하였다.



학습의 합리화를 위하여 간단명료한 내용과 공식을 다양하게 제시하였으며, 내용에 따른 도표와 그림을 상세히 실어 이해도를 높였다.



부록에는 SI 단위 표와 단위 환산표 및 기계 재료와 관련된 KS 규격 데이터를 실어 학습에 참고할 수 있도록 하였다.



머리말



야금학적 접합방법인 용접(welding)은 다양한 용접법의 발달로 철 및 비철금속의 접합에 없어서는 안 되는 중요한 분야로서

다가올 미래 사회는 지금과 비교도 할 수 없을 만큼 더욱 심화된 산업 사회가 될 것이고, 그 바탕에 끊임없이 발달하는 기계 재료 분야의 기술이 있다는 것은 누구나 알고 있는 사실이다. 따라서 급속도로 변화하고 발전하는 산업 사회를 살아가는 여러분들에게 가장 중요한 것은 기계 재료 분야의 활용 능력을 키우는 것이다.



기계재료학은 기계 공학의 기초 과목으로서 재료와 관련된 분야의 학생과 실무 현장에 종사하는 기술자에게 매우 긴요하고 필수적인 과목이라 할 수 있다. 이 책은 기계 재료 전반에 관한 내용을 체계적으로 학습할 수 있도록 다음과 같이 구성하였다.



첫째, 기계재료학의 기초 이론을 일목요연하게 정리하였고, 각 장의 끝부분에는 연습 문제를 실어 줌으로써 앞에서 공부한 내용을 반복적으로 숙지할 수 있도록 하였다.

둘째, 학습의 합리화를 위하여 간단명료한 내용과 공식을 다양하게 제시하였으며, 내용에 따른 도표와 그림을 상세히 실어 이해도를 높였다.

셋째, 부록에는 SI 단위 표와 단위 환산표 및 기계 재료와 관련된 KS 규격 데이터를 수록하여 학습에 참고할 수 있도록 하였다.



각 장마다 자신의 수준에 맞추어 공부하다 보면 조금씩 실력이 향상되는 것을 느낄 수 있을 것이다. 또한 이 책을 밑거름으로 하여 보다 창의적인 사고를 가지고 다양한 기계 재료와 관련된 기술을 개발한다면 우리나라를 세계의 초일류 국가로 발전시킬 수 있을 것이다. 끝으로 이 책의 출간에 힘써주신 도서출판 일진사 여러분께 감사드리며, 무궁한 발전을 기원한다.



저자 씀

제1장 기계 재료 총론



1. 기계 재료 / 10

* 기계 재료의 정의 / 10

* 기계 재료의 분류 / 11

* 금속과 합금 / 12

2. 기계 재료의 성질 / 13

* 기계적 성질 / 13

* 물리적 성질 / 14

* 전자기적 성질 / 17

* 화학적 성질 / 17

3. 금속의 결정 구조 / 21

* 금속의 응고 / 21

* 금속의 결정 / 25

* 금속의 결정 구조 / 26

* 금속 결정의 면과 방향 / 34

4. 금속의 변태 및 상률 / 40

* 동소변태 / 40

* 자기변태 / 40

* 변태점 측정법 / 42

* 물의 변태 / 44

* 상률 / 44

5. 합금의 평형상태도 / 46

* 농도표시법 / 46

* 2원 합금 평형상태도 / 48

* 3원 합금 평형상태도 / 56

6. 금속의 가공 / 57

* 탄성 변형 및 소성 변형 / 57

* 소성 변형의 기구 / 60

* 소성 가공과 금속의 성질 변화 / 67

* 소성 가공의 응용 / 69

* 회복과 재결정 / 70

■ 연 습 문 제 / 74



제2장 철강 재료



1. 철강 재료의 분류 및 제조법 / 78

* 철강 재료의 분류 / 78

* 선철의 제조법 / 81

* 강의 제조법 / 82

* 강괴의 종류 및 특징 / 83

2. 순 철 / 84

* 순철의 종류 / 84

* 순철의 변태 / 85

* 순철의 성질 및 용도 / 86

3. 탄소강 / 87

* Fe-C계 평형상태도 / 87

* 탄소강의 조직 / 90

* 탄소강의 성질 / 92

* 탄소강의 가공 / 95

* 탄소강의 용도 / 96

4. 특수강 / 101

* 합금 원소의 영향 / 101

* 구조용강 / 102

* 공구강 / 109

* 내열강 및 초내열 합금 / 114

* 스테인리스강 / 115

* 그 밖의 특수강 / 120

5. 주 철 / 121

* 주철의 조직 및 상태도 / 121

* 보통 주철 / 125

* 고급 주철 / 126

* 합금 주철 / 127

* 가단주철 / 128

* 칠드주철 / 130

* 구상 흑연주철 / 130

6. 강의 열처리와 표면 경화 처리 / 132

* 열처리의 개요 / 132

* 일반 열처리 / 132

* 항온 열처리 / 139

* 강의 표면 경화 처리 / 141

■ 연 습 문 제 / 144



제3장 비철금속 재료



1. 구리 및 구리 합금 / 148

* 구리 / 148

* 황동 / 151

* 주석 청동 / 155

* 알루미늄 청동 / 161

* 그 밖의 구리합금 / 162

2. 알루미늄 및 알루미늄 합금 / 162

* 알루미늄 / 162

* 주물용 알루미늄 합금 / 164

* 가공용 알루미늄 합금 / 167

3. 니켈 및 니켈 합금 / 170

* 니켈 / 170

* 니켈-구리 합금 / 171

* 니켈-철 합금 / 172

* 니켈-크롬 합금 / 173

4. 마그네슘 및 마그네슘 합금 / 173

* 마그네슘 / 173

* 주조용 마그네슘 합금 / 175

* 가공용 마그네슘 합금 / 176

5. 티타늄 및 티타늄 합금 / 177

* 티타늄 / 177

* 티타늄 합금 / 178

6. 저융점 및 고융점 합금 / 179

* 아연 및 아연 합금 / 179

* 주석 및 주석 합금 / 181

* 납 및 납 합금 / 182

* 텅스텐 및 텅스텐 합금 / 184

* 몰리브덴 및 몰리브덴 합금 / 184

7. 베어링용 합금 / 184

* 화이트 메탈 / 185

* 구리계 베어링 합금 / 186

* 알루미늄계 합금 / 186

* 카드뮴계 및 아연계 합금 / 187

* 함유 베어링 / 187

8. 그 밖의 합금 / 187

* 귀금속 및 귀금속 합금 / 187

* 코발트 및 코발트 합금 / 188

* 분말 합금 / 188

■ 연 습 문 제 / 189



제4장 신금속 재료



1. 기능성 신금속 재료 / 192

* 초소성 재료 / 192

* 초탄성 재료 / 194

* 초전도 재료 / 195

* 자성 재료 / 196

* 반도체 재료 / 197

* 형상기억합금 / 198

* 수소저장합금 / 199



* 비정질 합금 / 201

* 방진 및 제진 합금 / 202

2. 구조용 신금속 재료 / 204

* 고강도강 / 204

* 섬유강화금속 / 206

* 입자분산강화금속 / 208

* 극저온용 구조 재료 / 209

■ 연 습 문 제 / 210



제5장 비금속 재료



1. 합성수지 / 214

* 합성수지의 성질 / 214

* 합성수지의 종류 및 성형법 / 215

2. 연삭 및 연마 재료 / 218

* 연삭 및 연마 재료의 종류 / 218

* 연마포 및 유지성 연마재 / 219

3. 윤활유 및 절삭유 / 219

* 윤활유 / 219

* 절삭유 / 220

■ 연 습 문 제 / 221



제6장 기계 재료 시험



1. 기계적 시험법 / 224

* 인장 시험 / 224

* 압축 시험 / 228

* 굽힘 시험 / 229

* 경도 시험 / 230

* 충격 시험 / 236

* 비틀림 시험 / 239

* 피로 시험 / 240

* 마모 시험 / 242

* 크리프 시험 / 242

2. 비파괴 시험법 / 243

* 초음파 탐상 시험 / 243

* 방사선 탐상 시험 / 244

* 자분 탐상 시험 / 244

* 침투 탐상 시험 / 246

* 와류 탐상 시험 / 247

3. 재료 조직 검사법 / 247

* 육안 조직 검사법 / 247

* 설퍼프린트법 / 248

* 현미경 조직 검사법 / 249

■ 연 습 문 제 / 252



부록

1. 원소 주기율표 / 256

2. SI 단위계 / 257

3. 미터계 단위 환산표 / 258

4. 금속 재료 기호 표기법 / 259

5. 철강 및 비철금속재료 기호 / 262

6. 정답 및 해설 / 274

찾아보기 / 281

신동철