4~6세기 신라권역 철기의 제작기술 연구 : 포항 학천리 유적 출토 철기 분석을 중심으로 = (A)study on manufacturing techniques of ironware in 4th to 6th century Shilla areas : focusing on the analysis on ironware excavated from Pohang Hakcheon-ri remains
저자
발행사항
용인 : 용인대학교, 2007
학위논문사항
학위논문(석사) -- 용인대학교 예술대학원 , 문화재보존학과 , 2007년8월
발행연도
2007
작성언어
한국어
주제어
KDC
600.15 판사항(4)
발행국(도시)
경기도
형태사항
viii, 53 p. : 삽도 ; 26 cm.
소장기관
4~6세기 신라권역 출토 철기의 제작기술에 대하여 알아보기 위해 포항 학천리 유적 출토 철기의 제작기술에 금속공학적 방법을 이용하여 미세조직을 관찰하고 선행 연구된 신라권역의 철기 제작기술과 비교하였다. 대상유물인 포항 학천리 유적 출토 철기의 고고학적인 추정연대는 4C 후반 ~ 6C 초반으로 각 철기의 인부. 신부, 공부에서 채취하였으며 단조철기가 주를 이루고 있다.
시료의 채취는 유물의 원형보존을 위해 박락된 부분의 내부에서 채취하였다. 철기는 부식이 진행된 상태로 출토되기 때문에 시료채취에 제약이 있었다. 채취된 시료는 전처리 과정을 거친 후 광학현미경 등을 이용하여 미세조직 관찰을 통해 제작기술을 조사하였으며, 각각의 미세조직에 대한 미소경도를 비커스경도기로 측정하였다. 비금속개재물의 분석은 전자현미경에 부착된 EDS를 이용하였다. 이러한 광학현미경과 분석기기를 이용하여 포항 학천리 유적에서 출토된 4C ~ 6C 철기의 제작기술을 분석․조사하였다.
분석결과 포항 학천리 유적 출토 철기의 제작을 위한 원소재는 탄소를 거의 포함하고 있지 않은 괴련철을 소재로 하여 사용하였으며 비금속개재물이 가로방향으로 연신된 것으로 보아 반복단타를 통해 성형하였음을 확인할 수 있었다. 탄소함량이 낮은 원소재는 기계적 성질의 향상을 위해 필요로 하는 부위에 국부적으로 탄소를 첨가하여 강도를 높이는 침탄공정을 이용하여 제강하는 방법을 사용하였으며 침탄공정 이후 제강된 소재를 열처리하여 필요한 부위의 강도를 높이는 담금질을 실시하였음이 확인되었다. 또 선행된 연구결과와 비교하여 볼 때 4C ~ 6C 단조철기의 보편적인 기술은 고체저온환원법으로 괴련철을 생산하여 이를 원소재로 이용 반복단타하여 철기 형태로 가공하였음을 알 수 있었다. 4C 이후의 출토 철기는 탄소를 확산 침투시킨 이후 비교적 냉각속도를 빠르게 함으로 마르텐사이트조직을 생성시켜 필요 부위의 기계적 성질을 높이는 담금질을 하였음이 확인되었다. 비금속개재물의 EDS 분석결과 대부분 우스타이트와 유리질슬래그가 혼재하고 있음을 확인하였으나 일부 철기의 비금속개재물에서 Ti가 확인되는 것으로 보아 지역적으로 괴련철을 제작하는 철광석에 차이가 있었던 것으로 판단된다.
In order to investigate the manufacturing techniques of ironware excavated from 4th to 6th-century Shilla areas, this study examined minute tissues by using metal engineering methods in the manufacturing techniques of ironware excavated from Pohang Hakcheon-ri remains and compared them with those of previous researches. The estimated archeological year of ironware excavated from Pohang Hakcheon-ri remains was from the late 4th Century to the early 6th Century and the samples were extracted from the knife blade, body and grip parts of iron and they were mainly composed of forged iron.
The extraction of the samples was made from the inner exfoliated parts for the preservation of original forms of remains. Ironware was usually excavated in a decayed condition so that there were limitations in sample extraction. The manufacturing techniques of extracted samples were investigated through the observation of minute tissues using an optical microscope after undertaking a pre-treatment step and micro hardness for each minute tissue was measured by Vickers Hardness Tester. The analysis of nonmetallic insertions was performed by using an EDS attached to the electronic microscope. The manufacturing techniques of 4th- to 6th-century ironware excavated from Pohang Hakcheon-ri remains were analyzed and investigated by using such an optical microscope and analysis measuring devices.
After the analysis, it has been found that raw materials for the manufacture of ironware excavated from Pohang Hakcheon-ri remains were bloomery iron that did not include carbon at all and they were molded through repetitive hitting from the fact that the length of nonmetallic insertions was extended horizontally. It has also been noted that raw materials with low carbon content were manufactured by using a carburizing process that enhanced the intensity by adding carbon locally in the parts required for the improvement of mechanical properties and a tempering that enhanced the intensity of the parts required was conducted by heat treatment the steel-manufactured materials after the carburizing process. In addition, compared with the existing research results, it has been demonstrated that the universal technique of 4th- to 6th-century forged iron was the low-temperature reduction method for solid matters, with which bloomery iron was produced and it was used as original materials and processed in iron form by repetitive hitting. It has been confirmed that carbon was diffused and penetrated into ironware excavated from the remains that were produced after the 4th century; then, one let its cooling speed relatively fast to generate Martensite tissues and conducted the tempering that improved the mechanical properties of parts required. As a result of performing EDS analysis of nonmetallic insertions, it has been noted that Wustite and glass slag were mixed mostly; however, it has been assumed that there must have regional differences in iron ore manufacturing bloomery iron from the fact that Ti was found in nonmetallic insertions of some ironware.
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