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펄라이트 (철)

펄라이트(pearlite)는 철강 재료의 미세조직 중 하나로, 오스테나이트(austenite)가 페라이트(ferrite)와 시멘타이트(cementite, Fe₃C)로 공석반응(eutectoid reaction)에 따라 변태하여 생성되는 라멜라(lamellar) 구조를 의미한다. 페라이트와 시멘타이트가 얇은 층을 이루며 교대로 배열된 모습을 띠며, 반사광 아래에서 진주조개 껍데기와 유사한 광택이 나타나는 데에서 '펄라이트(pearl, 진주)'라는 이름이 유래하였다.

탄소 함량 약 0.77~0.8%의 공석강(eutectoid steel)은 약 727℃(A₁ 변태점) 이하로 서서히 냉각될 때 오스테나이트가 전부 펄라이트로 변태할 수 있다. 아공석강(탄소 함량 약 0.02~0.77%)의 경우에는 페라이트와 펄라이트가 혼재하며, 과공석강(탄소 함량 0.77% 초과)에서는 펄라이트와 시멘타이트가 혼재하는 조직이 나타난다.

냉각 속도와 형성 온도에 따라 펄라이트의 층간 간격(lamellar spacing)이 달라지며, 이에 따라 기계적 성질이 변화한다. 높은 온도에서 형성된 조대 펄라이트(coarse pearlite)는 층간 간격이 넓어 상대적으로 연질이고 연성이 좋은 반면, 낮은 온도에서 형성된 미세 펄라이트(fine pearlite)는 층간 간격이 좁아 강도와 경도가 높아진다. 급랭 과정에서 형성되는 베이나이트(bainite)나 마르텐사이트(martensite)와는 생성 조건과 구조가 다르다.

펄라이트 조직을 나타내는 공석강은 절삭공구, 고강도 철사, 나이프, 끌, 못 등의 제품에 응용된다. 펄라이트 구조는 지구상에서 가장 튼튼한 구조용 대량 재료 중 하나로 평가되기도 한다.

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