아공석강 (Hypoeutectoid Steel)
쉽게 풀면
철-탄소 상태도에서 공석 조성은 탄소 약 0.77%입니다. 이보다 탄소가 적은 강을 아공석강, 많은 강을 과공석강이라고 부릅니다. 아공석강을 천천히 식히면 공석 온도에 닿기 전에 먼저 페라이트가 결정립계를 따라 나오고, 남은 오스테나이트가 공석 온도에서 펄라이트로 바뀝니다. 그래서 상온 조직은 흰 페라이트 바탕에 어두운 펄라이트가 섞인 모습이 되고, 탄소가 많을수록 펄라이트 비율이 커집니다.
왜 중요한가
탄소 함량만 알면 상온 조직과 대략의 강도를 예측할 수 있다는 점에서, 탄소강을 다루는 거의 모든 논의의 기본 분류 틀입니다. 조직 사진에서 페라이트와 펄라이트의 면적 비를 재어 실제 탄소 함량을 역산하는 방법도 이 분류에서 나옵니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
조성만으로 상온 조직의 구성비를 예측할 수 있다는 점을 실험으로 확인한 서술입니다.
조금 더 깊게 보면
먼저 나오는 상을 초석상이라 부르며, 아공석강에서는 초석 페라이트가, 과공석강에서는 초석 시멘타이트가 결정립계를 따라 형성됩니다. 각 상의 분율은 지렛대 법칙으로 계산할 수 있고, 과공석강에서 초석 시멘타이트가 결정립계에 망상으로 이어지면 취성이 크게 증가하므로 구상화 열처리로 형태를 바꿔 줍니다. 냉각 속도가 빨라지면 이런 평형 조직 대신 베이나이트나 마르텐사이트가 나타나므로, 이 분류는 어디까지나 평형에 가까운 냉각을 전제로 합니다.
주의할 점
아공석·과공석은 탄소 함량 기준의 분류일 뿐이며, 같은 아공석강이라도 냉각 조건에 따라 전혀 다른 조직이 나올 수 있습니다. 또 공석과 공정은 이름이 비슷하지만, 공석은 고체에서 고체로, 공정은 액체에서 고체로 일어나는 반응이라는 점에서 구별해야 합니다.