가단(可鍛)의 정의와 의미

가단(可鍛, malleability)이란 재료가 외부 힘에 의해 변형될 때, 깨지거나 부서지지 않고 쉽게 두드리거나 압연하여 모양을 바꿀 수 있는 성질을 말합니다. 즉, 외부 압력에 대한 저항성이 높고, 변형이 가능하다는 것을 의미합니다. “가단하다”는 표현은 이러한 성질을 갖는 재료를 묘사할 때 사용됩니다. 이러한 성질은 금속 재료의 가공성을 결정하는 중요한 요소입니다.

가단성과 연성, 전성의 차이점

가단성과 비슷한 개념으로 연성(ductility)과 전성(ductility)이 있습니다. 세 가지 모두 재료의 변형 가능성을 나타내지만, 변형 방식에 따라 차이가 있습니다.

• 가단성: 압축력에 대한 저항성이 높고, 압연이나 단조 등의 압력을 가하여 모양을 변형시킬 수 있는 성질입니다. 평평하게 펴는 것을 떠올리면 이해하기 쉽습니다.
• 연성: 인장력(잡아당기는 힘)에 대한 저항성이 높고, 늘이거나 당겨서 모양을 변형시킬 수 있는 성질입니다. 철사를 만드는 것을 생각하면 이해하기 쉽습니다.
• 전성: 얇은 판으로 만들 수 있는 성질로, 연성과 유사하지만 평면적인 얇게 펴지는 성질을 강조합니다.

종종 이 세 가지 성질은 동시에 나타나지만, 그 정도는 재료의 종류와 상태에 따라 다릅니다.

가단성에 영향을 미치는 요인

재료의 가단성은 여러 요인에 영향을 받습니다. 주요 요인으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

• 온도: 일반적으로 고온일수록 가단성이 증가합니다.
• 결정 구조: 금속의 결정 구조는 가단성에 큰 영향을 미칩니다. 면심입방구조(FCC)는 체심입방구조(BCC)보다 일반적으로 가단성이 높습니다.
• 불순물: 불순물의 존재는 가단성을 감소시키는 경향이 있습니다.
• 가공 경화: 변형이 반복되면 재료가 강해지고 가단성은 감소합니다.

가단성을 갖는 금속의 예시

금, 은, 구리, 알루미늄 등은 대표적인 가단성 금속입니다. 이러한 금속들은 쉽게 두드리거나 압연하여 모양을 바꿀 수 있습니다. 반면, 주철과 같이 가단성이 낮은 금속은 외부 힘에 의해 쉽게 파손됩니다.

실생활에서의 가단성 활용

가단성은 다양한 산업 분야에서 중요하게 활용됩니다. 예를 들어, 자동차의 차체 제작, 건축자재 제작, 주방 용품 제작 등에 가단성이 높은 금속이 사용됩니다. 또한, 금속 공예나 조각과 같은 예술 분야에서도 가단성이 중요한 역할을 합니다.