합금강과 탄소강의 차이점

수요일 7월 8th, 2020 | Sangjoo Kim | 전문지식, 기술 전문지식

세계에는 약 3,600만 종류의 철강 등급이 있다. 그러나 일일이 분류하기는 어렵다. 따라서, 본 글에서는 강철의 두 가지 주요 유형인 합금강과 탄소강을 소개한다. 탄소강은 탄소가 첨가된 철(다른 미량의 원소 만을 포함한다)이며, 합금강은 이 외 다른 원소까지 포함한다.

합금강:

합금강은 철과 탄소를 제외한 다른 원소의 비율이 높다. 망간, 실리콘, 니켈, 티타늄, 구리, 크롬과 같은 다른 원소들은 합금을 형성하기 때문에 “합금원소”라고도 불린다. 주로 함금요소는 강철의 경도와 내구성을 향상시키기 위해 첨가된다. 또한 크롬과 같은 다른 원소의 양이 많아 부식 저항성을 개선한다. 각 성분의 비율에 따라 합금강의 성질이 변한다.

일반적으로 합금강은 상대적으로 강도가 낮고 용접성이 높으며 용융점이 높고 연성이 높으며 부식 저항성이 높다.

또한 다음과 같이 흔히 쓰이는 합금 원소와 그 특성이 있다:

 

  • 망간:
    • 열 재생 요구 사항을 미세 조정하기 위해 추가된다.
    • 경화하려면 고온에서 매우 낮은 온도로 빠르게 냉각시켜야 한다. 그러나 빠른 담금질은 균열 위험이 높다.
    • 냉각 속도가 느림. 따뜻한 기름, 물, 실내 온도 공기에서도 담금질을 할 수 있다. 공기 담금강의 예: 1.8%~2.2% 망간을 갖는 A4 공구강.
  • 크롬:
    • 11%가 넘는 크롬이 함유되면 스테인리스 스틸로, 부식을 극적으로 줄인다.
    • 강도, 경도, 열처리에 극적으로 영향을 미친다.
    • 코발트와 크롬의 조합은 매우 높은 내마모성을 준다.
    • 일반적으로 다이를 자르고, 성형하고, 타이어 날을 깎고, 펀치를 하는데 사용된다.
  • 몰리브덴:
    • 내식성을 높인다. 망간과 함께 작동하여 필요한 응축률을 낮춘다.
    • 강도와 인장 강도를 높인다. 과부하에 적용.
    • 몰리브덴과 크롬의 조합 중 가장 흔한 것은 4140 철강이다. 크로몰리강이라고도 한다.
    • 무거운 기어, 큰 샤프트, 강철 세계의 일꾼역할에 적용된다.
  • 바나듐:
    • 열처리 중에는 금속의 입자 크기를 조절하는 데 도움이 된다. 더 단단하고 더 강하다.
    • O1과 D2가 대표적이다.
  • 니켈:
    • 스테인리스 304와 같은 스테인리스 스틸에서 찾을 수 있다.
    • 18% 이상, 8% 이상이면 오스테나이트 스테인리스가 나온다.
    • 이는 내식성을 높여 강도와 충격 강도를 높인다.

 

탄소강:

탄소강은 철과 탄소를 제외한 다른 원소의 비율이 높다. 다른 소량으로 포함된 원소로는 실리콘, 망간, 황, 인산 등이 있다. 일반적으로 탄소강은 강도가 높지만 용접성, 용융점, 연성, 그리고 부식 저항성이 낮다.

탄소강 역시 고탄소강, 중탄소강, 저탄소강으로 나뉜다. 단, 합금강과 달리 이러한 분류가 보편적으로 쓰인다. 다음은 각 타입에 대한 자세한 정보입니다:

 

– 저탄소강:

  • 0.05% ~ 0.25%의 탄소 함량을 가지고 있고, 최대 망간 함량은 0.4%이다.
  • 비교적 저렴하다
  • 특별한 조건이 충족되지 않아도 되는 탄소강은 대부분 저탄소강이다..
  • 용접 및 가공이 편하고(상대적) 다루기 쉽다.
  • 강화하는 유일한 방법은 케이스 경화(열처리)를 통해서이다. 이 과정은 표면에 탄소를 더하면서 더 단단한 외층과 더 부드러운 핵을 만든다.

– 중탄소강:

  • 망간 함량이 0.6%~1.65%이고 탄소 함량 0.29%~0.54%이다.
  • 내마모성은 좋으나 형성, 용접 및 절단하기에는 두껍고 튼튼한 강철이다.
  • 열처리 및 담금질이 가능하다.

 

– 고탄소강:

  • 망간 함량이 0.3% ~ 0.9%이고 탄소 함량은 0.55% ~ 0.95%%이다.
  • 보통은 전문적인 산업에서 쓰인다. 일반적인 재료가 아니다.
  • 스프링과 와이어와 같은 매우 강력한 강철이 요구되는 용도에 사용된다. 소성변형을 위해 많은 압축이 필요시된다.
  • 열처리는 가능하나 기계와 용접이 어렵다. 기계적으로 절단하기 전에 담금질이 필요하다.

 

강철에는 더 많은 종류가 있기 때문에, 이 글에서 언급된 몇 가지 종류의 강철이 모든 종류의 강철을 대표하지는 않는다. 그러나, 이것은 가장 일반적인 유형의 강철이므로 강철의 종류를 식별하는 데 도움이 될 것이다. 또한, 당신이 용도에 적합한 강철을 찾는 데 도움이 될 것입니다.

앞서 설명한 것처럼, 각기 다른 조합의 원소는 다른 특성을 부여할 것입니다. 그러므로 이러한 특징에 주의하고 최고의 구성 요소를 찾으십시오!