제조에 필수적인 철강은 어떤 것일까? 철강 재료의 주요 특징과 종류

제조에 필수적인 철강은 어떤 것일까? 철강 재료의 주요 특징과 종류

철강은 철(Fe)을 주성분으로 이용한 금속 재료의 총칭입니다.

강도가 높아 가공성이 뛰어나 옛날부터 현대까지 제조산업에서는 필수입니다.

본 포스팅에서는 제조업에 종사하는 사람이 최소한 알아야 할 철강의 기초,

철과 강철의 차이, 특징, 종류, 가공 방법에 대해서 간결하게 정리했습니다.

철강을 쓰게 된 제조 현장에 배속이 결정되었다는 이유 등

철강에 대해서 다시 복습하고 싶으시면 꼭 읽어 주세요.

 

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철강은 철이 주성분인 금속 재료의 총칭

철강은 철(Fe)을 주성분으로 이용한 재료의 총칭입니다.

주요 합성 재료는 탄소(C)에서 탄소 양이 늘면서 경도가 더하는 경향에 있습니다.

제조에 종사하지 않으신 분은 철강과 듣자 철을 그리는 분들도 많겠지만

철강은 철을 주성분으로 한 합금이라 철과는 다른 금속 재료입니다.

철과 강철의 주된 차이는 탄소 배출량 차이

철강에는 엄밀하게는 몇가지 원소가 포함되어 있습니다.

그 중에서도 주로탄소의 양이 늘어남으로써 강철, 주철로 변화하고 

다른 특징을 가진 금속 재료가 됩니다.

 

<철과 강철의 차이점과 특징>

 

철	0.02%미만	여린 산화하기 쉬운
강철	0.02~2.14%미만	딱딱한 부러지기 어렵다
주철(중 교체)	2.14%이상	진동을 흡수하기 쉽게 열 전도율이 높다

 

철강의 특징은 가공성이 뛰어나고 강도가 높아 제조에 적합하다

쇠는 강도가 높은 이미지가 있는데 순도가 높다고 여린 산화하기 쉬운 금속입니다.

그 철에 탄소를 첨가하여 철강으로 경도가 올라갑니다.

그러나 철강 업종은 탄소의 양이 많을수록 경도가 커지고, 

인성(재료의 끈질김)이 저하합니다.

 

거기에서 탄소 이외의 원소도 섞어 내마모성이나 

내열성 등의 특성을 높인 철강이 제조에서 많이 이용됩니다.

 

철강의 5원소는 탄소, 실리콘, 망간, 인, 유황 5개

철강의 5원소는 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 인(P), 유황(S)을 말하고

이들을 철강의 주성분인 철(Fe)에 첨가하여 다양한 특성을 줄 수 있습니다.

5원소의 주성분은 탄소입니다.실리콘, 망간, 인, 유황 등을 첨가하여

인성과 가공성이 커지고, 더욱 비싸다고 강도가 떨어지기 때문 보조적인 역할을 합니다.

또이 5원소만으로 구성되는 금속 재료를 "탄소강"이라고 부릅니다.

 

탄소강에 크롬 등을 섞어 내마모성과 내열성을 높일 수 있다

5원소만으로 구성된 탄소강에 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 

텅스텐(W), 코발트(Co)등의 원소를 조합함으로써 다른 특성을 가진 합금강이 됩니다.

실제 제조 현장에서는 다양한 다른 원소와 결합한 철강 재료가 이용되었으며, 

그것들은 JIS(Japanese Industrial Standards:일본 산업 규격)에 의한 

12종으로 분류되고 있습니다.

 

 

 

<JIS재료 기호로 철강 재료의 강판 종류 12분류>

철	주철	회주철품	FC
		구상 흑연 주철품	FCD
		가단주철품	FCMB, FCMW등
강철	보통 탄소강	압연 강재	SS, SB등
	특수강	구조용 합금강 강재	SCM, SNC등
		공구강 강재	SK, SKS등
		특수 용도 강 강재	SUS, SUH등
	주강품	탄소강 주강품품	SC、SCW
		구조용 합금강 주강품품	SCC, SCMn등
		특수 용도 강 주강품품	SCS, SCH등
	단 강	탄소강 단 강품	SF
		구조용 합금강 단 강품	SFV, SFVV등

 

 

철강 재료를 활용에는 가공 방법의 선정도 중요

철강 재료를 사용한 시작에는 재료의 선정뿐 아니라 가공 방법의 선정이 중요합니다.

철강 재료의 가공 방법은 크게 나누면 9종류로 나뉩니다.

 

<금속 재료 9개 주요 가공 방법>

성형 가공	틀에 박힌 소정의 형상을 만들다	·주조:중력 주조, 다이 캐스트 주조, 저압 주조, 로스트 왁스, 연속 주조 ·소성 가공:자유 단조, 스탬프 단조, 밀어내기, 뽑아 압연, 굽힘 가공, 깊은 압축 가공, 전단 가공, 파인 귀선 소거, 순송형 프레스 가공 ·소결:소결
제거 가공	불필요한 부분을 제거하는 소정의 형상에	·절삭:선삭 가공, 밀링 가공, 시추, 톱니 바퀴 가공, 브로치 가공 ·연삭:평면 연삭, 원통 연삭, 센터 리스 연삭, 양면 연삭 가공, 호우닝 초 마무리 가공, ELID연삭 ·연마 입자 연마:랩 가공, 배럴 가공 ·방전 가공:와이어 방전 가공적 파다 방전 가공 ·절단 가공:레이저 절단, 가스 절단, 워터 제트 절단
부가 가공	재료를 부가하고 소정의 형상을 만들다	·적층 조형:3D금속 프린터 적층 조형, 3D수지 프린터 적층 조형
접합 가공	부품을 접합하고 소정의 형상을 만들다	·접합:용접, 접착, 납 땜, 카시 메일, 진짜 바메, 압입, 로우았으며 나사 고정
전체 체열 처리	부품 전체 조직을 개선한다	·열 처리:경화, 소키모도시, 풍림, 구이라면고 ·특수 열 처리:고용화 열 처리, 서브 제로 처리)
표면 열 처리	부품 표면의 조직을 개선한다	·표면 열 처리:표면 담금질, 침탄 담금질, 플라즈마 질화 처리
전기 화학 처리	비품 표면에 금속 박막, 산화 막을 생성시키는	·도금:전기 도금, 무전해 도금 ·화학 처리:3가 크롬 화성 처리, 인산염 처리 ·양극 산화:알루마이트 처리
도료 피막	비품의 표면에 도료를 부착	·도장:도포, 인화 도포
물리적 표면 처리	부품 표면 개선	·쇼트 블라스팅:샷 피 두 송, 샌드 블라스트

 

정리

철강은 철(Fe)이 주성분인 금속 재료의 총칭으로, 

탄소(C)의 양으로 경도 등의 성질이 변화합니다.

 

이어 5원소한 탄소강과 크롬(Cr)과 니켈(Ni)등의 원소한 특수강 등 철강 재료는

JIS에 의한 12종으로 분류되고 내마모성과 내근 열청에 뛰어난 것부터 제조에 흔히 쓰입니다.

 

 

 

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