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2018/11/28 - [분류 전체보기] - 취급 제품 및 발주 기준
| 구분 | 내용 |
| 탄소강의 물리적 성질 | 탄소강의 물리적 성질은 탄소 함유량, 열처리, 기계 가공의 차이 등에 따라 상당히 변화한다. |
| 탄소강의 기계적 성질 | 세로 탄성 계수, 가로 탄성 계수, 푸아송 비는 어느 것이나 탄소 함유량에는 거의 관계없이 일정하지만, 일반적으로 기계적 성질은 탄소 함유량, 열처리, 가공 등의 영향을 받아 광범위하게 변화한다. |
| 구분 | 내용 |
| 탄소강의 물리적 성질 | 탄소강의 물리적 성질은 탄소 함유량, 열처리, 기계 가공의 차이 등에 따라 상당히 변화한다. |
| 탄소강의 기계적 성질 | 세로 탄성 계수, 가로 탄성 계수, 푸아송 비는 어느 것이나 탄소 함유량에는 거의 관계없이 일정하지만, 일반적으로 기계적 성질은 탄소 함유량, 열처리, 가공 등의 영향을 받아 광범위하게 변화한다. |
| 탄소 함유량과 기계적 성질과의 관계 | 경도, 인장 강도는 탄소가 1.0% 부근까지는 거의 탄소의 양에 비례하여 증가하고, 1.0%를 넘을 때에는 인장 강도는 급격히 감소하지만 경도는 증가한다. 연신을(elongation)과 충격값은 직선적으로 감소 하여 0.1 %를 넘을 때에는 충격값은 거의 0에 가깝게 되고, 연신율도 수 %로 되어 메지게 된다. |
| 온도와 기계적 성질과의 관계 | 인장 강도는 200∼300℃ 부근까지는 온도가 올라감에 따라 증가하여 상온보다 강해지며, 최대값을 나타낸 다음 그 이상의 온도에서는 급히 감소한다. 경도도 인장 강도와 비슷하게 변화한다. 연신은 200∼300℃에서값을 나타낸다. 강은 200∼300℃ 부근에서 상온보다 메지게 되고, 이 때문에 300℃ 부근에서 가공하면 균이 생 염려가 있다. 이 현상을 청열 메짐 (blue shortness)이라 한다. 더욱 온도가 올라가면 인장 강도는 계속 감소되고, 연신은 600∼700℃에서 최대 나타낸 다음 급속히 감소한다. 고온 재료의 가공에 관계가 깊은 950℃ 부근의 적열 온도 구역에서 강올 단조, 압연, 프레스 가공 등을 하면 균열이 생기는 경우가 있다. 현상을 적열짐(red shortness) 또는 고온 메짐(hot shortness)이라 한다. 이 원인은 강 중의 FeS가 결정 립계에 개재하여고온에서 녹기 때문이다. 그러나 망간이 많을 때 MnS가 되면 융점이 높아지므로 이러한 염려는 없다. 한편, 탄소강의 크리프 한도(creep limit)는 300℃ 부근에서 감소하기 시작하여 700℃ 부근에서 0이 된다. |
| 탄소강의 용도 | 보통의 탄소강은 고온에서 노출되는 내연 기관 부품이나 보일러용 강에 사용된다. 보일러용 강관, 터빈 날개 등이 고온 고압하에서 l0∼25년이라는 긴 기간 동안에 사용될 경우, 크리프에 의한 변형이 일정값을 넘지 않고 고온 파단 강도도 높아야 하는 것이 매우 중요한 성질로 취급되고 있다. 이와 반대로, 온도가 상온보다 내려가면 충격값이 훨씬 감소하여 메지게 되는데, 이러한 성질을 저온 메짐(cold brittleness)이라 하며, 이 때 노치가 있고 충격 하중이 가해질 때 더욱 메지게 되는데, 이를 노치 메짐(notch brittleness), 특히 저온에서는 저온 노치 메짐이라 한다. 선박, 철교, 고압 탱크, 냉동식 LNG 선용 탱고 재료 등이 이러한 저온 메짐의 영향으로 인하여 사고가 발생하는 경우가 있으므로 특히 주의해야 한다. |
| 열처리가 기계적 성질에 미치는 영향 | 탄소강에 열처리를 하면 조직의 변화에 따라 기계적 성질이 심하게 변한다 720℃(A1 변태점) 이상에서 담금질을 하면 마텐자이트가 생기므로 대단히 강하게 되고, 동시에 연신은 감소하여 메지게 된다. 고탄소강을 750℃ 이상에서 담금질한 것은 고온 때의 조직인 오스테나이트를 남기고 있으므로 강도는 약간 작아진다. 탄소강의 담금질에 의한 경도의 증가와 탄소와의 관계를 나타낸 것이다. 0.8% 부근에서 담금질의 효과는 최대로 되고, 그 이상 탄소를 증가시키더라도 경도는 변하지 않는다. 또, 0.2 %이하의 탄소로서는 효과가 없다. 200℃ 부근의 뜨임 온도에서 강도, 경도가 증가하는 것은, 남아 있던 오스테나이트가 마텐자이트로 변하기 때문이다. |
| 강중의 불순물의 영향 | 탄소강은 0.06 % 이하 S, 0.07 % 이하 P, 0.1∼0.5% Si, 0.2∼l.0 % Mn을 함유하는 이외에, 비금속 개재물도 존재하여 강의 기계적 성질에 큰 영향을 끼친다. 중요한 불순물의 영향을 들면 다음과 같다. ㉠ 망간(Mn) -- 망간은 원료인 선철 중에 포함되어 있을 뿐만 아니라, 제강할 때 탈산제로 주어지므로 강 중에 존재한다. 망간은 강 중의 황, 산소와 화합하여 MnS, MnO로 되어 황, 산소의 나쁜 영향을 완화하고, 강 중에 녹아 있는 망간은 어느 정도까지 강의 경도, 인장 강도를 증가하여 좋은 영향을 준다. ㉡ 규소{Si) -- 규소도 선철 및 탈산제에 포함되어 있던 것이 남아 있어 강중에 존재한다. 강의 인장 강도와 경도를 크게 하고, 연신, 충격값을 감소시킨다. ㉢ 인 (P) -- 인은 강의 입자를 조대하게 하고, 경도와 인장 강도를 다소 증가시키나 연신이 줄고, 상온에서의 충격값이 작아져서 가공할 때 균열이 생기기 쉽다. 즉, 이것은 상온 메짐(cold shortness)이다. ㉣ 황(S) -- 황은 MnS로서 존재하며, 슬래그의 일종이다. 망간의 양이 적으면 재질이 메진 FeS로 되어 결정립계에 분포하고, 인장 강도, 연신, 충격값을 줄인다. 특히, 고온에서 그 해가 크다. 즉, 이것은 고온 메짐 또는 적열 메짐이다. 이상의 원소 외에도 강의 기계적 성질에 영향을 주는 원소는 구리, 산소, 질소, 수소 등이 있다. 이상의 기체 이외에도 비금속 개재물로서 여러 가지의 산화물, 황화물 및 규소염 등이 강 중에 존재할 때에는 강의 기계적 성질을 저하시키는 영향을 준다. |