철강재료 - 특수강(합금강)

특수강(합금강)
 
2-1 강에서 합금원소의 영향 
탄소강에서 얻을 수 없는 특별한 성질을 얻기 위해서 양질의 강괴를 선정하여 여기에 탄
소 이외의 Mn, Si, Ni, Cr, Mo, V 등의 합금원소를 첨가하면 목적하는 강도가 증가됨에 따
라 인성도 좋아져서 경량화에 유리한 특수재료를 얻을 수 있다. 이러한 장을 합금강 또는
특수강이라 한다. 합금강은 용도에 따라 구조용, 공구용, 특수용도용으로 구분한다.

 
(1) 특수강(합금강)의 목적

1. 강의 경화능 증가로 기계적 성질의 향상(강도, 경도. 인성, 내피로성)
2. 고온 및 저온에서의 기계적 성질의 저하 방지
3. 높은 뜨임온도에서 강도 및 연성 유지
4. 담금질성의 향상
5. 단접 및 용접의 용이
6. 전자기적 성질의 개선
7. 결정 입도의 성장 방지
 
(2) 일반적인 합금원소의 영향

1. 탄소 : 주된 경화원소
2. 유황 : 기계가공성 향상
3. 이익 : 기계가공성 향상
4. 망간 : 경도의 증대, 내마멸성 증가, 황의 메짐 방지, 탈황제
5. 니켈 : 강인성, 내식성. 내마멸성의 증대, 저온 충격저항 증가
6. 크름 : 내식성(15% 크롬보다 많은 경우), 경도 깊이(15% 크롬보다 낮은 경우),내마모성 증가
7. 규소 : 전자기 특성, 내식성, 내열성 우수
8. 몰리브덴 : 경도 깊이 증가, 고온에서의 강도, 인성 증대, 뜨임 메짐 방지, 텅스텐효과의 2배
9. 바나듐, 티탄, 이리륨 : 입자 미세화, 결정 입자의 조절, 경화성은 증가하나 단독사용 안 됨

10. 텅스텐 : 경화능, 고온에 있어서의 경도와 인장강도 증가
11. 실리콘 : 유동성, 탈산제
12. 실리콘과 망간 : 작업 경화능력 향상
13. 알미늄 : 탈산제
14. 붕소(boron) : 경화능력 향상
15. 납 : 기계가공성 향상
16. 구리 : 공기 중 내산화성 증가
17. 코발트 : 고온경도 및 인장 강도 증대, 단독사용 불가
18. 티탄 : 입자 사이의 부식에 대한 저항을 증가시켜 탄화물을 만들기 쉽다.

 
(3) 합금원소의 공통된 특성

1. P, Si, Mo, Ni, Cr, w, Mn: 페라이트 강화성
2. V, Mo, Mn, Cr, Ni, W, Cu, Si : 담금질 효과, 침투성 향상
3. AI, V, Ti, Zr, Mo, Cr, Si, Mn : 오스테나이트 결정 입자의 성장 방지
4. V, Mo, W, Cr, Si, Mn, Ni : 뜨임 지항적 향상
5. Ti, V, Cr, Mo, W : 탄화물 생성성 향상

 
(4) 보통 특수강의 탄소 함유량은 0.25~0.55%가 많이 사용되며 다음과 같은 성질의 개선
을 위하여 제조한다.

1. 기계적 성질의 개선 및 고온에서 지하방지
2. 내식성, 내마멸성의 증가
3. 담금질성의 향상과 단조 및 용접의 용이 등이다.

 

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