주철 (鑄鐵 cast iron)

자료: 야후백과

주물용(鑄物用)으로 사용되는 고탄소 철. 철은 강철과 주철로 나뉘며 강철은 탄소함유량이 2％ 이하(대부분의 강철은 1％ 이하)로 되어 압연이나 와이어 드로잉 등 소성가공에 적합하고 주철은 탄소함유량이 2％ 이상(대부분 주철은 3％ 이상)이므로 용융점이 낮고, 거푸집 안에서 유동성이 좋아 주물용 금속으로 널리 이용되고 있다. 주물은 주철 외에 강철이나 구리합금, 경합금 등으로도 만들어지나 주물 전체 중에서 20％ 만을 차지하고 있다. 주철은 탄소 외에 규소가 1∼2％ 들어 있으며, 규소가 많으면 탄소가 흑연 결정으로 주철조직 가운데 나타난다. 얇은 조각모양으로 들어 있으므로 주철은 그곳에서 부러지기 쉽고, 강철에 비해 메짐결점이 있다. 부러진 단면에 나타나는 흑연의 결정이 회색이므로 이러한 주철을 회색주철이라 한다. 기계적 성질도 강처럼 뛰어나지 못하다. 주철의 기계적 성질을 개량하기 위해 탄소량을 줄여 흑연결정의 양이나 크기를 감소시킨 것을 고급주철 또는 강인주철이라 한다. 또한 규소량을 줄여 흑연결정 대신 철과 탄소로 이루어진 화합물 시멘타이트 FeC 결정을 만들어, 이를 풀림하여 덩어리모양의 흑연결정으로 만들면 기계적 성질이 향상되는데 이를 가단주철이라 한다. 마그네슘 또는 세륨을 소량 첨가하여 거푸집에 주조한 뒤 응고시키면 흑연결정이 둥근모양으로 나타나고 기계적 성질은 뚜렷하게 형상되어 강철성질에 가까워진다. 이를 구상흑연주철이라 하며 수도용 주철관, 자동차크랭크축, 그 밖의 강도부재에 널리 이용되고 있다. 앞서 설명한 박편상 흑연결정은 기계적 성질에 있어서 약점으로 되어 있으나, 주철은 진동을 흡수하거나 열전도를 촉진시키거나 윤활유를 빨아들여 습동부분의 내마모성을 향상시키는 등 공학적으로 뛰어난 성질을 가지고 있다. 규소를 적게 하거나 크롬을 많게 하면 흑연 대신 시멘타이트가 생겨 매우 단단한 주철이 된다. 파단면이 희므로 백주철이라 하고, 내토사마모재료(耐土砂摩耗材料) 등에 이용된다. 그 밖에 니켈·크롬·몰리브덴·규소 등을 특별히 첨가하여 내부식·내고온·내산화 등의 성질로 만드는 특수주철도 많이 있다.