냉각곡선을 이용한 2원계 합금상태도 작성
1. 목적
제조된 몇 종류의 Pb-Sn 합금을 고온으로 가열한(약 400℃정도)다음 냉각할 때 얻어지는 냉각곡선을 이용해서 각 합금조성별 변태점을 측정하여 Pb-Sn 2원계 합금 상태도의 윤곽을 그린다.
2. 사용재료 및 장치
순금속 (Pb, Sn), 가열토치, 용해용 도가니, 열전대 및 보호관, 저울, X-Y recorder 및 기록용지 기록펜 등
3. 실험방법
㉠ 순금속괴를 가열하여 적당량 용해한 후 평량하기 쉽도록 잘게 나눈다.
㉡ 각 조별로 Pb-(10~15%)Sn 합금 : 1종류, Pb-(20~50%)Sn 합금 : 3종류, Pb-(65~85%)Sn 합금 : 2종류를 만든다. ☞각 조성별 합금량은 250g이 되도록 한다.
구 분
시편 1
시편 2
시편 3
시편 4
시편 5
시편 6
Pb
조성비
85%
70%
60%
50%
35%
15%
중 량
212.5g
175g
150g
125g
87.5g
37.5g
Sn
조성비
15%
30%
40%
50%
65%
85%
중 량
37.5g
75.0g
100g
125g
162.5g
212.5g
Pb, Sn의 조성 및 중량
㉢ 각각의 합금을 용해용 도가니에 넣고 가열토치로 완전히 용융할 때까지 가열한다. 세라믹봉으로 수시로 용탕내를 교반하여 균일하게 녹게 한다.
*주의: 반드시 도가니 주위를 가열하여 용해한다. 직접 합금을 토치로 가열하면 산화가 되어 올바른 데이터가 나오지 않으니 주의해야한다.
㉣ 기록계에 연결된(k형 열전대를 사용) 열전대를 용융된 합금에 담그어 그대로 냉각시키면 기록지에 자동으로 냉각곡선이 그려진다.
㉤ 응고완료된 시료는 재가열하여 열전대를 분리한다.
5. 이론
① 냉각곡선
순금속이나 합금이 용융상태로 있는 온도에서 고체가 되는 온도까지 냉각됨에 따라 나타나는 온도변화를 시간에 따라 표시한 곡선이다.
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2012.06.04
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