제조공정
산업 제조
금속(Metal)은 신선한 표면에서 광택을 띠고, 전기·열 전도성이 우수하며, 연성·전연성을 지니는 물질입니다. 화학 원소(철), 합금(스테인리스강), 분자 복합체(폴리머 황화질소) 등 다양한 형태가 있습니다. 물리학에서는 절대 영도에서 전기를 전도하는 물질을 금속으로 정의하기도 합니다.
주기율표 118원소 중 약 95개가 금속으로 분류되나, 금속/비금속/준금속 경계는 학문 분야에 따라 달라질 수 있습니다. 고압에서 비금속이 금속화(요오드)하거나, 금속이 비금속화(나트륨)하기도 합니다. 비소·안티모니는 물리학상 금속이나 화학적 성질로 준금속(metalloid) 취급됩니다.
| 금속 | 분류 | 핵심 특성 | 주요 용도 |
|---|---|---|---|
| 강철(Steel) | 철계 | Fe 99% + C 1% 기본. 세계 연 18억 톤 생산. 가장 범용 구조재 | 건설, 기계, 자동차, 조선, 가전, 인프라 전반 |
| 탄소강(Carbon Steel) | 철계 | C 함량으로 저/중/고탄소강 구분. C↑→경도·강도↑, 연성·가공성↓ | 구조물, 기계 부품, 공구, 금형 |
| 합금강(Alloy Steel) | 철계 | Mn, V, Cr, Ni, W 등 첨가로 물성 커스터마이징. 저렴·다용도 | 고성능 기어, 고압 파이프, 의료 임플란트, 공구강 |
| 스테인리스강(Stainless Steel) | 철계 | Cr 10.5%↑로 부동태 피막 형성→내식성. 식품·의료·화학·건축 | 주방용기, 수술도구, 배관, 건축 외장, 식품 설비 |
| 철(주철/단철) | 철계 | 우주 6위 원소, 지각 5%. 다공성→조리용기 논스틱. 고융점→난로. 진동 감쇠→대형 기계 베이스 | 주물, 엔진 블록, 조리기구, 기계 베이스, 맨홀 뚜껑 |
| 알루미늄(Aluminum) | 비철 | 보크사이트 제련. 경량·고강도·내식·전도성·비자성·가공 용이. 강도/중량비 최고 수준 | 항공우주, 자동차, 포장(캔), 전선, 건축, 전자 기기 |
| 마그네슘(Magnesium) | 비철 | Al 대비 2/3 무게, 동등 강도. 합금 위주 사용. 내식성↓, 가연성↑ | 자동차(미션 케이스, 엔진 블록, 휠), 전자 기기 하우징 |
| 구리(Copper) | 비철 | 전도도 2위(Ag 다음). 열전도 우수. 녹청(파티나) 형성으로 자가 보호. 합금 소재 무한 | 전선, 배관, 열교환기, 동상, 전자 부품, 황동/청동 모재 |
| 황동(Brass) | 비철 합금 | Cu+Zn. 금색 광택·장식성. 무발화(비발화). 저마찰·가공성 우수 | 악기, 밸브, 피팅, 잠금장치, 장식 금구, 위험 장소 공구 |
| 청동(Bronze) | 비철 합금 | Cu+Sn(+P, Mn, Si, Al). 고경도·내마모·내식·전도성. 종소리 좋음. 인류 최초 합금 | 베어링, 부싱, 기어, 프로펠러, 종, 현악기 줄, 예술품 |
| 아연(Zinc) | 비철 | 도금(아연도금/갈바나이징)으로 강재 부식 방지. 다이캐스팅. 희생 양극(캐소딕 보호) | 아연도금강판, 다이캐스트 부품, 선박/탱크 희생 양극 |
| 티타늄(Titanium) | 비철 | 고강도·경량·내식·생체적합성·480°C 열안정. 제련 난이도 높음→고가 | 항공우주, 의료 임플란트, 화학 플랜트, 스포츠 용품, 군수 |
| 텅스텐(Tungsten) | 비철 | 순금속 중 최고 융점·인장강도. WC(텅스텐카바이드) 초경 합금 주원료 | 절삭 공구, 광산 비트, 로켓 노즐, 고온 초합금 첨가 |
| 니켈(Nickel) | 비철 | 스테인리스강 원료 70% 소모. 내식·고온 강도. 도금·합금 필수원소 | 스테인리스강, 초합금(인코넬), 도금, 배터리(NCA/NCM), 촉매 |
| 코발트(Cobalt) | 비철 | 청색 안료→현대엔 내마모·고강도 합금(스텔라이트), 배터리 양극재 필수 | 초합금, 하드페이싱, 리튬이온 배터리(NCA/NCM), 자석(AlNiCo/SmCo) |
| 주석(Tin) | 비철 | 연전연성 우수. 청동(1/8 Sn), 주석합금(85~99%). 벤딩 시 '틴 크라이' 소리 | 납땜, 도금(주석도금), 베어링 합금(Babbitt), 식품 캔 내부 코팅 |
| 납(Lead) | 비철 | 고밀도·연질·저융점·내식·가공성. 신경독성 강함→용도 제한 | 배터리(납축전지), 방사선 차폐, 방탄, 케블 피복, 합금 첨가(절삭성 향상) |
| 실리콘(Silicon) | 준금속 | 금속 광택·고융점이나 전도도 낮음(반도체). 합금 첨가제로 주조성·용접성 향상 | 반도체, 태양전지, 실리콘강(전기강판), 알루미늄 합금 첨가 |
| 크로뮴(Chromium) | 비철 | 물리적 경도 최고(C, 다이아몬드 다음). 스테인리스강 내식성 핵심. 도금으로 표면 경도·광택 부여 | 스테인리스강, 크롬 도금, 내열 합금, 안료 |
| 리튬(Lithium) | 비철(알칼리) | 최경금속. 은백색 광택. 유리·세라믹 강화. 리튬이온 배터리 양극재 핵심 | 배터리, 윤활 그리스, 유리/세라믹, 합금 경량화, 의약 |
원문 표 데이터 유지(원자번호, 기호, 원소명 한글). 주요 금속군:
알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속, 후전이 금속(기본 금속).
표면 외관, 스파크 테스트, 칩 테스트, 자석 테스트, 경도 테스트 등 현장 식별법 활용.
수소·헬륨이 별 내부 핵융합으로 무거운 원소 생성 → 초신성 폭발로 우주 분산 → 지구 형성.
금속은 현대 문명의 근간 소재입니다. 철계/비철계 대분류부터 내열·귀금속·준금속 등 특수 분류, 20대 대표 금속의 물성·용도, 주기율표 95개 금속 원소까지 체계적으로 이해하면 소재 선정·공정 설계·공급망 관리에 강력한 무기가 됩니다. 지속 가능한 미래를 위해 희소 금속 재활용·대체 기술 개발과 병행한 지혜로운 금속 활용이 요구됩니다.
제조공정
용접 환기 개요 용접, 브레이징, 납땜, 토치 절단과 같은 공정에서 환기의 주된 목적은 작업자의 호흡 구역에서 공기 오염 물질을 제거하는 것입니다. 각 경우 작업자의 호흡 구역에서 공기 오염 물질을 제거하기 위해 다른 환기 전략이 필요할 수 있습니다. 환기는 세 가지 일반적인 목적으로 사용됩니다. 작업자의 호흡 구역과 작업 영역에서 공기 오염 물질 제거, 가연성 또는 인화성 가스 또는 증기 축적 방지, 산소 과다 또는 결핍 분위기 방지. 유해 분위기를 감지하기 위해 모니터링 기기를 사용해야 합니다. 적절한 환기를 제공할 수 없는
용접 비드란? 용접 비드는 두 금속 사이 이음부에 심재를 공급해 형성됩니다. 한 번의 용접 패스로 퇴적된 심재 금속을 용접 비드라 합니다. 와이어나 전극이 녹아 모재에 융합되며 비드가 형성됩니다. 스트링거 비드는 좁고 드래그/미세 진동만으로, 위브 비드는 진동 폭이 커서 넓게 형성됩니다. 좋은 용접은 한눈에 보입니다. 곧고 균일하며 슬래그·균열·구멍 없음. 중단 없고 너무 얇지 않으며 비드에 핏이나 크레이터 없음. 심재가 모재에 녹아들 때 토치 움직임이 풀 전진 방식과 비드 종류를 결정합니다. 더 보기: 용접이란? 용접 비드 종류