금속재료를 분류할 때 가장 먼저 나오는 개념이 바로 **철금속(Ferrous Metal)**과 **비철금속(Non-Ferrous Metal)**입니다.
그중에서도 철금속은 철(Fe)을 주성분으로 하며, 산업 전반에서 가장 널리 사용되는 금속재료군입니다.
이번 글에서는 철금속의 정의, 대표 예시, 그리고 각 금속의 주요 특징을 중심으로 정리해보겠습니다.
1. 철금속(Ferrous Metal)의 정의
철금속은 **기본 성분이 철(Fe)**인 금속 또는 합금을 말합니다.
가장 대표적인 예는 탄소강, 합금강, 주철이며, 이들은 모두 기계, 건축, 자동차, 조선 등 다양한 산업 분야에서 핵심 소재로 사용됩니다.
철금속의 핵심 특성은 다음과 같습니다.
- 높은 강도와 내마모성
- 가공성 및 용접성 우수
- 비교적 저렴한 가격과 대량 생산 용이성
- 부식에 취약하나, 열처리 및 도금으로 보완 가능
2. 철금속의 대표적인 종류
- 탄소강 (Carbon Steel)
- 철에 탄소(C)를 2% 이하 포함한 합금
- 건축용 구조재, 기계 부품, 철근 등에 널리 사용
- 탄소 함량에 따라 연강, 중탄소강, 고탄소강으로 구분됨
- 합금강 (Alloy Steel)
- 철과 탄소 외에 크롬, 니켈, 몰리브덴 등 다양한 원소를 첨가
- 고강도, 내열성, 내마모성이 향상되어 공구강, 베어링강 등으로 활용
- 주철 (Cast Iron)
- 탄소 함량이 2.1% 이상인 철-탄소 합금
- 주조성이 뛰어나며, 엔진 블록, 기계 프레임 등 형상 복잡한 부품에 사용
- 회주철, 구상흑연주철 등으로 세분화됨
3. 철금속의 주요 특징
- 산화(부식)에 취약
일반적인 철강재는 공기 중 산소 및 수분과 반응하여 녹이 발생하기 쉬움.
이를 방지하기 위해 도장, 아연도금, 스테인리스 처리 등의 방식을 적용함. - 자성(자기성) 존재
대부분의 철금속은 자성을 지니고 있어 전자기기나 모터 분야에서도 응용됨. - 열처리를 통한 기계적 성질 조절 가능
철금속은 열처리를 통해 경도, 인성, 연성 등을 조절할 수 있어 기계적 성능의 제어가 용이한 소재입니다.
4. 철금속의 산업적 활용
- 건축: 철근, H빔, 철골 구조물
- 기계: 베어링, 기어, 샤프트
- 자동차: 차체 프레임, 엔진 부품
- 조선 및 항만: 선박 구조재, 항만 설비
철금속은 그 자체로도 훌륭한 재료지만, 다양한 열처리 및 표면처리 기술과의 조합을 통해 고기능성 재료로 진화하고 있습니다.
마무리
철금속은 현대 산업의 기반이 되는 핵심 소재입니다. 가공성, 가격 경쟁력, 기계적 특성 등에서 탁월한 장점을 가지고 있어 산업 현장 어디에서든 필수적으로 사용됩니다.
다음 글에서는 철금속과 대비되는 개념인 비철금속의 정의와 종류를 살펴보며, 금속재료에 대한 기본 틀을 완성해보겠습니다.