금속재료/용접 기술사가 전하는 기술과 과학 이야기
금속재료를 다루는 엔지니어라면 재료의 강도나 경도 같은 정적인 특성뿐 아니라, 하중 이력에 따라 변하는 거동까지 이해해야 한다. 그중에서도 재료가 겪은 하중의 이력이 다음 변형에 영향을 주는 ‘바우싱거 효과(Bauschinger Effect)’는 실무에서 매우 중요한 개념이다. 집에서 철사를 끊으려고 할 때, 가위가 없으면 보통 같은 자리를 앞뒤로 반복해서 구부리곤 한다. 신기하게도 처음에는 빳빳하던 철사가 몇 번 반복하면 어느 … 더 읽기
많은 사람들이 오랜 세월 금(Gold)을 단순히 반짝이는 귀금속이나 화폐로서의 가치만을 알고 있지만, 현대에 와서는 그 특유의 금속적 특성으로 인해 첨단 산업에서의 중요성도 점점 커지고 있어 그 투자 가치도 따라서 커지고 있다. 이번 글에서는 금의 투자 가치에 대해 자세히 알아 보고자 한다. 1. 우주가 설계한 태생적 희소성과 ‘채굴 한계점(Peak Gold)’ 금(Gold)은 지구에서 스스로 만들어질 수 없는 … 더 읽기
1. 서론: 모든 금속(Metal)은 별의 유산이다 우리가 일상에서 다루는 철(Fe), 니켈(Ni), 그리고 수많은 금속은 사실 지구(Earth)에서 만들어진 것이 아니다. 이들은 먼 옛날, 거대한 별들이 생애 마지막 순간에 일으킨 초신성 폭발의 잔해다. 별의 내부에서 핵융합을 통해 생성된 무거운 원소들이 우주 공간으로 뿌려졌고, 그 잔해들이 모여 지구(Earth)를 형성했다. 즉, 인간이 다루는 모든 금속은 ‘별의 죽음’이 남긴 유산이며, … 더 읽기
1. 스테인리스(Stainless)강이 녹슬지 않는 비밀 우리는 일상에서 ‘녹슬지 않는 철’, 즉 스테인리스(Stainless)강을 도처에서 만난다. 주방의 수저부터 거대한 산업 플랜트까지, 스테인리스강은 그 이름(Stainless)처럼 청결함과 내구성을 상징한다. 일반적인 철(Fe)이 공기와 물을 만나면 붉은 녹(Fe2O3)을 형성하며 부식되는 것과 달리, 스테인리스강이 그 매끄러운 광택을 유지하는 비결은 눈에 보이지 않는 단 몇 나노미터(nm) 두께의 ‘부동태 피막‘에 있다. 이번편에서는 설계 엔지니어로서 … 더 읽기
1. 서론: Aluminium 용접의 3대 결함 알루미늄(Aluminium)은 가볍고 내식성이 우수하여 현대 산업 전반에서 필수적인 재료로 자리 잡았다. 그러나, 알루미늄 용접을 하다 보면 기공이나 균열, 융합불량 같은 결함이 반복적으로 발생하는 경우가 많다.특히 철강과 동일한 조건으로 작업할 경우 예상보다 높은 확률로 결함이 발생하게 된다. 이 글에서는 현장에서 가장 자주 발생하는 알루미늄 용접 3대 결함(기공, 고온균열, 융합불량)의 원인과 … 더 읽기
1. 온도가 낮아지면 금속은 유리처럼 변한다: 필수 저온 물성 금속 재료가 극저온(Cryogenic) 환경(-150°C 이하)에서 제 역할을 하기 위해서는 단순히 강도가 높은 것을 넘어, 다음과 같은 ‘3대 저온 물성’이 반드시 확보되어야 한다. 일반적인 탄소강은 상온에서 우수한 강도와 연성을 가지지만, 온도가 일정 수준 이하로 내려가면 갑자기 충격에 극도로 취약해지는 성질을 보인다. 이를 저온 취성(Low Temperature Brittleness)이라 한다. … 더 읽기
0. 서론: 크리프 수명을 어떻게 향상할 것인가? 1편에서 크리프(Creep)의 정의 및 3단계 곡선, 크리프 한도, 파단강도에 대하여 알아보았고, 이번편에서는 크리프(Creep) 수명에 영향을 미치는 본질적 인자 및 수명향상을 위한 대책에 대해서 논의하고자 한다. 플랜트 설계엔지니어로서 크리프 수명을 향상하기 위한 공학적 대책을 정확히 알고 설계에 반영하는 것은 매우 중요하다고 생각한다. 크리프의 기본적인 정의와 3단계 곡선에 대해서는 [고온의 … 더 읽기
1. 크리프(Creep)의 정의와 중요성 이번에는 시간에 따라 증가하는 변형 현상인 크리프 (Creep) 현상에 대해 2편에 걸쳐서 알아보고자 한다. 일반적인 금속 재료는 항복강도(Yield Strength) 이하의 응력에서는 변형이 멈추는 것이 상식이다. 하지만 온도가 높아지면 상황은 달라진다. 재료의 녹는점(Tm) 대비 약 40% (0.4 times x Tm) 이상의 고온 환경에서는 항복강도보다 훨씬 낮은 응력에서도 시간이 흐름에 따라 변형이 지속된다. … 더 읽기
0. 서론: 왜 인류 조상들은 청동을 먼저 사용했지? 인류의 역사는 곧 ‘도구의 역사’이며, 그 도구의 핵심은 어떤 ‘금속(Metal)’을 다룰 수 있느냐에 따라 갈렸다. 우리는 돌(stone), 청동(bronze), 철(iron)의 순서로 도구를 만들었는데, 흔히 석기, 청동기, 철기 순으로 문명이 발달했다고 배운다. 그런데 여기서 한 가지 근본적인 의문이 생긴다. 지구 지각에서 철(Fe)은 구리(Cu)보다 훨씬 흔한 원소인데, 왜 인류는 굳이 … 더 읽기
현장 용접 Supervisor로 근무해 보면 Aluminium 및 Aluminium 합금 용접은 상당히 어렵다는 것을 알 수 있다. 특히 알루미늄 용접에서 여러가지 결함이 발생하는데, 그 부분은 알루미늄(Aluminium) 용접 결함 3가지: 기공, 균열, 융합불량 원인과 대책 (현장 기준) 편을 참조해 주기 바란다. 그 구체적인 이유와 실무적인 해결책은 어떠한 것들이 있는지에 대하여 정리하고자 한다. 1. 알루미늄(Aluminium)의 기본 금속적 특성 … 더 읽기