일반 구조용 압연 강재(SS재)의 특징과 종류 원료와 쓰임까지 알아보자

일반 구조용 압연 강재(SS재)의 특징과 종류 원료와 쓰임까지 알아보자

철강재료 중에서도 가장 사용빈도가 높은 재료라고 할 수 있습니다.

 

특히 SS400은 소재·형상의 종류(강판, 봉강, 형강, 평강)가 풍부하게 나돌고 있어 

가격도 적당해 건축 구조물을 비롯해 많은 기계에서도 사용되고 있습니다.

 

판두께가 50mm를 넘지 않는 한 용접성에 대해서도 SM400과 거의 동등하고 

상온에서 350℃ 사이라면 문제없이 사용할 수 있습니다.

 

다만 용접성의 보증은 하고 있지 않기 때문에, 특히 이러한 용도로 중요한 부분에는 SM재가 사용됩니다. 

 

용접이나 저온인성을 보증하는 검사는 실시되지 않으므로 

다른 철강재료와 구분하여 사용해야 합니다.

 

SS490이나 SS540에 대해서는 원칙적으로 용접하지 않는 부재 등에 이용하는 것이 좋다고 합니다.

또한 판두께가 50mm를 넘는 경우는 SM재가 검토 후보에 올라갑니다.

SS재의 JIS 규격에서는 최소한의 당김강도 규정은 있지만 화학성분 규정은 없습니다.

또 열처리해서 사용하는 재료로서도 그다지 적당한 것이라고는 말할 수 없을 것입니다.

 

SS의 뒤에 이어지는 숫자가 인장 강도를 나타내고 있습니다.

원료가 되는 강철이 킬드강인지 림드강인지는 성분의 Si%로 대체로 판별할 수 있다고 알려져 있습니다.

Si<0.1% 림드강
Si>0.15% 킬드강
연속 주조법이 확립된 후의 제조법에서는 그 대부분이 고품질의 킬드강인 것으로 알려져 있습니다.

또한 연마 혹은 연삭 작업을 할 경우, 일반 연삭 숫돌이라면 WA지립 혹은 

A지립을 이용한 숫돌이 자주 사용됩니다.

 

초지립이라면 철계 소재이므로 다이아몬드는 적합하지 않으므로 CBN 숫돌이 적합합니다.

 

SS330(일반 구조용 압연 강재)의 기계적 성질 및 성분

SS재는 일반 구조부재용을 비롯하여 철강재료로는 자주 사용되는 강재 중 하나로

SS330은 인장강도가 330~430N/mm2인 것을 말합니다.상온에서 중온 지역(350℃)에서 사용됩니다.

재료	C	Mn	P	S
SS330	-	-	0.050 이하	0.050 이하
필요에 따라 이 표 이외의 합금 원소를 첨가할 수도 있습니다.

필요에 따라 이 표 이외의 합금 원소를 첨가할 수도 있습니다.

 

항복점 또는 내력N/mm2					인장 강도	강재두께	인장시험편
강재의 두께(mm)				굽힘 각도	안쪽 반지름	시험편
16이하	16이상 40이하	40이상 100이하	100을 넘는 자
SS330	205이상	195 이상	175이상	165이상	330～430	강판, 강철 띠, 평강 두께 5 이하	5호	26이상	180°	두께의 0.5 배	1호
						강판, 강철 띠, 평강 두께 5를 넘어 16 이하	1A호	21이상
						강판, 강철 띠, 평강 두께 16 초과 50 이하	1A호	26이상
						강판, 강철 띠, 평강 두께 40을 넘는 것	4호	28이상
						봉강의 직경, 변 또는 대변거리 25 이하	2호	25 이상	180°	지름, 변 또는 대변 거리의 0.5배	2호
						봉강의 지름, 변 또는 대변 거리 25를 넘는 것	14A호	28이상

 

 

SS400의 규격 | SS400(일반 구조용 압연 강재)의 기계적 성질, 내력, 경도, 항복점, 인장 강도, 성분에 대하여

SS400은 JIS 규격의 철강 재료 중 하나로 일반 구조용 철강재인 SS재 중 

가장 사용 빈도가 높은 재료입니다.

 

이 때문에, SS재라고 하는 경우, SS400을 의미하고 있는 것도 있습니다.

 

옛날에는 SS41이라고 불렸습니다.

 

단가가 저렴하여 시장에도 자주 나도는 재료이며, 

모양도 판재·봉재 모두 입수하기 쉽기 때문에 구조용에 한정되지 않고 

기계 설비 용도를 비롯하여 많은 분야에서 비용면에서도 사용되고 있습니다.

 

형강 형태로도 잘 유통되고 있어 철강의 대표적인 규격 재료라고 할 수 있습니다.

일상에서도 철이라고 하면 SS400이 사용되는 경우가 많기 때문에 보지 않는 날은 없다고 해도 과언이 아닐 것입니다.

 

 

 

SS400 기호의 의미
SS라는 것은 Steel Structure의 머리글자에서 온 것으로, 구조용 강철인 것을 의미하지만, 전술한 바와 같이 용도는 이것에 한정되어 있지 않습니다.SS의 뒤에 붙는 400이라고 하는 것은 이 재료로 보증되지 않으면 안 되는 최저의 인장 강도를 MPa(N/mm2)로 표기한 것입니다.

규격으로는 인장강도가 400~510N/mm2인 것을 말하는데, 재료기호의 숫자부분은 SS재의 경우 하한의 인장강도를 나타내고 있습니다.

보시다시피 이 인장 강도에도 폭이 있기 때문에 최저치의 보증은 있지만, 소재로는 편차가 있습니다.

 

SS400의 성질과 특징
이하에, 기계적 성질이나 성분을 시작으로 SS400의 특징을 항목별로 살펴 보겠습니다.

 

 

SS400의 비중
제조법으로는 대부분의 경우 킬드강으로 만들어져 열간압연강판으로 분류됩니다.이 때문에 비중이나 밀도에 대해서도 열간 압연강판의 7.85에서 7.87이 일반적으로 사용됩니다.

 

 

SS400의 탄소량
철강 재료에서 탄소는 강도와 경도를 결정하는 가장 중요한 성분 중 하나입니다.SS400의 탄소 함유량에 대해서는 JIS 규격에는 규정이 없지만, 대략 0.15에서 0.2% 전후의 것이 많아 저탄소강(연강)이라고 할 수 있습니다.저탄소로 인해 경도가 높지 않은 대신 가공성이 뛰어난 재료이기도 합니다.구입하는 SS400은 성분을 보증한 것이 아니라 강도(최저 인장강도)를 보증한 것이므로 탄소가 일정한 양만큼 함유하고 있다고 할 수 없는 재료이기도 합니다.

 

SS400의 내열 온도
사용시의 내열 온도에 대해서는, 상온에서 중온역(350℃)까지 안정되어 있기 때문에, 이 온도 대역에서 자주 사용됩니다.철강계 중 내열성이 높은 편은 아니지만, 일반적인 산업·공업 용도에서는 문제가 없는 내열성이라고도 할 수 있습니다.

 

SS400의 열처리 | 열처리 되담금질은 가능한가?
철강재료는 열처리를 함으로써 경도나 강도를 높일 수 있지만, 이것은 탄소량이 일정 이상인 경우 뿐입니다(대략 탄소량이 0.3% 이상인 철강). 전술한 바와 같이 탄소량이 0.2% 이하인 것이 많기 때문에 담금질 등의 열처리로 강도를 향상시킬 수 없습니다.

강도가 필요한 부품 등으로 기계구조용 탄소강 등 탄소량이 많은 SC재가 사용되는 것은 이 때문입니다.단, 열처리가 되지 않은 재료이므로 가공성이나 강도에 대해서는 어느 SS재에 대해서도 Grade가 같으면 거의 같다고 생각할 수 있습니다.상황에 따라서는 열처리에 의한 재료강도의 변화를 고려할 필요가 없기 때문에 사용이 편리한 경우도 있습니다.

열처리로는 내부에 남아있는 응력을 제거할 목적으로 어닐링을 하는 경우가 있습니다.

 

표면 가공에는 주의가 필요함
SS400은 재료 안에 내부 응력을 남긴 상태로 되어 있기 때문에 표면을 가공하면 이 밸런스가 무너져 가공 후 솔이 나올 수 있습니다.이를 방지하기 위해서는 표면을 가급적 가공하지 않는 것이지만, 그렇게도 되지 않는 경우, 그을림에 의해 내부 응력을 제거한 재료를 입수할 필요가 있습니다.단가와 가공 비용이 올라가 버립니다만, 가공 썰매가 발생하기보다는 사전에 손을 써 두고 싶은 곳입니다.

덧붙여 구입할 때는 SPCC와 같이 표면이 냉간 가공되고 있는 미카키재 뿐만이 아니라, 흑녹으로 덮인 흑피재도 시판되고 있습니다(원래의 규격으로는 이것이 주류).치수 정밀도가 필요한 경우, 이 검은 껍질을 제거하는 가공이 필요하기 때문에, 이 경우는 미리 미카키재를 구입하는 방법도 있습니다.

 

SS400의 경도|SS400은 어느 정도 단단한가
철강재료의 경도는 내마모성과 거의 비례관계에도 있지만 SS400의 경도에 대해서도 규격에는 기재가 없고 상당한 편차(상한, 하한의 차이가 큼)가 있기 때문에 일괄적으로 말할 수는 없지만 연강에 해당하므로 실측에서 대체로비커스 경도 환산으로 120Hv~140Hv 전후가 아닐까 합니다.철강재료 중에서는 부드러운 편입니다.【참고】금속의 경도 일람

강재의 경도는 함유되는 탄소량과 깊은 관련이 있지만, SS400의 경우 탄소량에 관한 규격치가 설정되어 있지 않고 성분에 대해서도 상당히 느슨한 규격으로 되어 있기 때문에 경도나 내마모성이 요구되는 슬라이딩 부위에는 적합하지 않습니다.

 

SS400 용접성
판두께가 50mm를 넘지 않는다면 용접성에 대해서도 특별한 문제가 없는 수준의 강재규격이지만, 이 이상의 두께가 있는 경우는 용접에 영향을 주는 성분이 보다 상세하게 규정되어 있는 용접구조용 압연강재(SM재)가 이용됩니다.

높은 부하가 압력이 가해지는 용도를 비롯해 높은 레벨에서의 용접성이 요구되는 경우는 개별적으로 검토가 필요하지만 일반 용접에서는 문제가 없다고 합니다.

마찬가지로 범용재로 유명한 S45C는 용접에 적합하지 않기 때문에 용접을 한다면 SS400의 손이 올라갑니다.

용접성을 추구한다면 탄소가 낮은(0.15% 미만) 것과 인과 황이 용접성을 저해하기 때문에 이들 성분값의 상한이 낮게 설정되어 있는 것, 강도가 필요하면 이에 더해 하이텐재를 선택한다는 선택 방법도 있습니다.

 

SS400 성분조성
본 표와 같이 저온에서 강도를 열화시키거나 고온에서의 강도를 약화시키는 유해성분으로 평가되는 P(인)와 S(유황)만 상한치가 설정되어 있습니다.【참고】강철의 5원소는 무엇인가

강도보증이 되어 있는 대신 성분으로는 강철의 주요 5위안소에 대해 모두 규정되어 있는 것은 아니라는 점에 유의해야 합니다.

SS490(일반 구조용 압연 강재)의 기계적 성질 및 성분

SS490은 SS재 중 인장강도가 490~610N/mm2인 것을 말합니다.

 

SS400이나 SS330에 비해 용접성이 떨어지는 부분이 있어 

용접이 필요한 국면에서는 잘 사용되지 않습니다.상온에서 중온 지역(350℃)에서 사용됩니다.

SS540(일반구조용 압연강재)의 기계적 성질 및 성분

SS540은 인장강도가 540N/mm2 이상인 것을 말합니다.

 

상온에서 중온 지역(350℃)에서 사용됩니다.

이 SS재도 SS490과 마찬가지로 용접성이 나쁘기 때문에 용접이 필요한 곳에는 적용되지 않습니다.

 

 

2023.06.14-베이클 라이트는 어떤 것일까 종류와 특징, 용도를 알아보자

2023.04.04-서브제로 열처리 방법과 목적에 대해서 알아보자

서브제로 열처리 방법과 목적에 대해서 알아보자

 

2023.11.23-PPS수지의 용도 및 특징, 장점 및 단점, 취급 방법을 알아보자

2024.07.09-자동차 구조용 전기 저항용접탄소강관, STAM강관 종류와 용도, 특징, 규격

 

 

-