▶ 기계구조용강

기계구조용강의 종류별 특성

기계구조용강의 물성

탄소강

SWCH 8A/12A

SAIP

SWCH 18A/22A

SAIP

SWCH 25K(F)

SAIP

SWCH 45K(F)

SAIP

PASAIP

AISI 1541

SAIP

SCM415/420

SAIP

PASAIP

SCM435/440

PASAIP

PSASAIP

AISI 51B20

SAIP

AISI 4037

SAIP

SUJ 2

SA/PC

PASAIP

기계구조용강의 규격

구 분

표준규격(강종명)

용도

KS

JIS

AISI

탄소강

일반용

SM10C/58C

S10C/58C

1010/1060

기계부속품류,
샤프트,기어체인,
볼트봉재,스프링,
봉재,레버롤러 등

침탄용

SM09CK/
20CK

S09CK/20CK

1010/1020

쾌삭용

SUM11/24L

SUM11/24L

1110/12L14

스크류,조인트,캠,
정밀부품류 등

냉간
압조용

SWRCH10K/
50K

SWRCH10K/
50K

1010/1050

냉간단조품 선재
볼트,너트 등

HSWR27/72B

SWRH27/72B

1027/1072

고인장용 선재

합금강

Cr

SCr415/445

SCr415/445

5120/5140

공구류 사프트,
기어,핀, 너트,못,
바이트,키,크랭크
롤러 절단장치,
스프라켓 커플링,
파일 캠 등

Mn

SMn420/443

SMn420/443

1522/1541

Mn-Cr

SMnC420/443

SMnC420/443

1335/1345

Cr-Mo

SCM415/822

SCM415/822

4130/4147

Ni-Cr

SNC236/836

SNC236/836

Ni-Cr-Mo

SNCM220/815

SNCM220/815

8615/8640
4320/4340

담금질
성능
보증강

SCr415H/440H

SCr415H/440H

5120H/5140H

SMn420H/
443H

SMn420H/
443H

1522H/1541H

SMnC420H/
443H

SMnC420H/
443H

1335H/1345H

SCM415H/
822H

SCM415H/
822H

4135H/4147H

SNC415H/
815H

SNC415H/
815H

SNCM220H/
420H

SNCM220H/
420H

8617H/8622H
4320H

강구분

강 종

화 학 성 분

탄소강

S10C

0.08
∼0.13

0.15
∼0.35

0.30
∼0.60

0.030↓

0.035↓

0.20↓

Ni+Cr
0.35↓

CR
0.20↓

Cu
0.30↓

S17C

0.15
∼0.20

S20C

0.18
∼0.23

S25C

0.22
∼0.28

S30C

0.27
∼0.33

0.60
∼0.90

S35C

0.32
∼0.38

S38C

0.35
∼0.41

S45C

0.42
∼0.48

크롬강

SCr 415

0.13
∼0.18

0.15
∼0.35

0.60
∼0.85

0.030↓

0.030↓

0.25↓

0.90
∼1.20

-

Cu

0.30↓

SCr 420

0.18
∼0.23

SCr 430

0.28
∼0.33

SCr 435

0.33
∼0.38

AISI
51B20

0.17
∼0.22

0.15
∼0.35

0.70
∼0.90

0.035↓

0.040↓

-

0.70
∼0.90

-

-

크롬몰리브덴강

SCM415

0.13
∼0.18

0.15
∼0.35

0.60
∼0.85

0.030↓

0.030↓

0.25↓

0.90
∼1.20

0.15
∼0.30

Cu

0.30↓

SCM420

0.18
∼0.23

SCM430

0.28
∼0.33

SCM435

0.33
∼0.38

SCM440

0.38
∼0.43

AISI4140

0.38
∼0.43

0.17
∼0.22

0.75
∼1.00

0.035↓

0.040↓

-

0.80
∼1.10

0.15
∼0.25

-

스프링강

SUP 7

0.56
∼0.64

1.80
∼2.20

0.70
∼1.00

0.035↓

0.035↓

-

-

-

-

SUP 9

0.52
∼0.60

0.15
∼0.35

0.65
∼0.95

0.65
∼0.95

-

SUP 10

0.47
∼0.55

0.035↓

0.80
∼1.10

V:0.15
∼0.25

SAE9254

0.51
∼0.59

1.20
∼1.60

0.60
∼0.80

0.040↓

0.60
∼0.80

-

-

DIN50CrV4

0.47
∼0.55

0.40↓

0.70
∼1.10

0.030↓

0.90
∼1.20

V:0.10
∼0.20

베어링강

SUJ 2

0.95
∼1.10

0.15
∼0.35

0.50↓

0.025↓

0.025↓

1.30
∼1.60

-

0.080↓

Cu
0.20↓

SUJ 3

0.40
∼0.70

0.90
∼1.15

0.90
∼1.20

SUJ 4

0.15
∼0.35

0.50↓

1.30
∼1.60

-

0.10
∼0.25

구분

강 종

화학성분

냉



간



압



조



용



강

SWRCH 6R

0.08↓

-

0.60↓

0.040↓

0.040↓

Rimmed강

SWRCH 8R

0.10↓

SWRCH 10R

0.08∼0.13

0.30∼0.60

SWRCH 12R

0.10∼0.15

SWRCH 15R

0.13∼0.18

SWRCH 17R

0.15∼0.20

SWRCH 6A

0.08↓

0.10↓

0.60↓

0.030↓

0.035↓

Al-killed강

SWRCH 8A

0.10↓

SWRCH 10A

0.08∼0.13

0.30∼0.60

SWRCH 12A

0.10∼0.15

SWRCH 15A

0.13∼0.18

SWRCH 16A

0.60∼0.90

SWRCH 18A

0.15∼0.20

SWRCH 19A

0.70∼1.00

SWRCH 20A

0.18∼0.23

0.30∼0.60

SWRCH 22A

0.70∼1.00

SWRCH 10K

0.08∼0.13

0.10
∼
0.35

0.30∼0.60

0.030↓

0.035↓

Killed강

SWRCH 12K

0.10∼0.15

SWRCH 15K

0.13∼0.18

SWRCH 16K

0.60∼0.90

SWRCH 17K

0.15∼0.20

0.30∼0.60

SWRCH 18K

0.60∼0.90

SWRCH 20K

0.18∼0.23

0.30∼0.60

SWRCH 22K

0.70∼1.00

SWRCH 24K

0.19∼0.25

1.35∼1.65

SWRCH 25K

0.22∼0.28

0.30∼0.60

SWRCH 27K

0.22∼0.29

1.20∼1.50

SWRCH 30K

0.27∼0.33

0.60∼0.90

SWRCH 33K

0.30∼0.36

SWRCH 35K

0.32∼0.38

SWRCH 38K

0.35∼0.41

SWRCH 40K

0.37∼0.43

SWRCH 41K

0.36∼0.44

1.35∼1.65

SWRCH 43K

0.40∼0.46

0.60∼0.90

SWRCH 45K

0.42∼0.48

SWRCH 48K

0.45∼0.51

SWRCH 50K

0.47∼0.53

SWRM 10

0.08∼0.13

-

0.30∼0.60

0.045↓

0.045↓

-

SWRM 12

0.10∼0.15

SWRM 10

0.15∼0.20

SWRM 12

0.18∼0.23

인이 강속에 균일하게 분포되어 있으면 문제가 없으나 보통 철(Fe)과 결합하여 Fe3P의 해로운 화합물을 형성한다. 이 화합물은 극히 취약하고 편석되어 있으며 풀림처리를 하여도 균질화되지 않고 단조,압연등의 가공을 하면 길게 늘어난다. 충격저항을 저하시키고 템퍼링취성을 촉진하며 쾌삭강에서는 피삭성을 개선시키는 원소이다. 상온에서 충격치를 감소시켜 상온 취성의 원인이 된다. Fe3P는 입계에 편석하고 입자조대화를 촉진시키므로 불순물로 간주된다.

구리는 상온에서 페라이트에 0.35%까지 고용하여 고용강화효과를 나타내므로 강도 및 경도를 약간 증가시키지만 연신율은 저하시킨다.
Cu를 함유한 강에서는 열간가공성이 문제로 되는데 특히 0.5%이상 함유되어 있을 때에는 적열취성의 원인으로 된다. 이것은 고온가열시에 Fe보다 Cu의 산화속도가 작으므로 강표면에 편재하여 열간가공중에 강재 내부로 침투하기 때문이지만 Ni이나 Mo의 첨가로서 이 현상을 개선할수 있다.
구리는 비교적 소량 함유되어 있어도 대기 및 해수중에서 강의 내식성을 현저하게 향상시킨다. Cu와 P가 공존할 경우 내식성 향상에 더욱 효과적이다.  

강탈산제로서 유효하나 첨가량이 많으면 강을 취약하게 함으로 탈산, 탈질용으로서는 0.1%이하로 첨가하는 것이 보통이다.
질화물인 AlN은 미세석출하여 강의 결정립 미세화에 효과적이므로 이것을 이용해서 극미세결정립을 갖는 강인강을 제조할 수 있다. 고온산화방지 및 내유화성에 극히 효과적이다.

질소(N)

질소는 극히 미량 존재로도 강의 기계적성질에 큰 영향을 미치는데 인장강도,항복강도를 증가시키고 연신율을 저하시킨다.
특히 충격치의 감소 및 천이온도의 상승은 현저하다. 탄소와 동일하게 침입형원소이고 강중에서 확산속도가 빠르다. 각종 취성이나 시효경화성을 나타낸다.
- ��칭시효(QUENCHING AGING) : QUENCHING시 일어난다.
- 변형시효(STRAIN AGING) : 냉간가공에 의해 발생
- 청열취성(BLUE BRITTLENESS) : 200~300℃에서 일어난다.
강의 인장강도, 항복강도는 증가하고 충격치는 저하해서 강의 취화를 일으킨다. 극연강 박판의 DEEP DRAWING 가공시 표면에 주름이 발생하는 현상은 주로 질소의 변형시효에 의해서 일어난다. 이것을 안정화 시키기위해서 질소와 친화력이 큰 Al,Ti,Zr,V,B등을 첨가하므로써 취화현상을 방지한다.

수소(H)

수소는 원자반경이 극히 작으므로 Fe 격자중에 N,C등과 동일하게 침입형으로 고용되어 있다. 강중에서는 다른 원소에 비해서 확산속도가 매우 빠르므로 강속을 자유로이 이동할수 있다.
수소는 백점(白点), HAIR CRACK, 선상조직(線狀組織) 및 용접시 비드균열등의 결함이있다. 결함 방지 또는 제거를 위하여 진공용해 또는 진공처리에 의해 탈수소를 한다.

산소(O)

산소는 거의 Fe에 고용되지 않기 때문에 강중에서는 주로 비금속개재물로서 강의 기계적성질, 피로특성을 저하시킨다.

비소(As)

As는 제선제강과정에서 제거하는 것이 거의 불가능하고 또 강재의 재질향상을 위해서 비소를 인위적으로 첨가하는 경우는 거의 없다.
As는 0.2%정도 이상에서는 충격치를 현저하게 저하시키고, 충격천이온도를 상승시킴과 함께 강의 열간가공성을 해치고 적열취성을 일으킨다.

붕소(B)

미량첨가(0.0005~0.003%)로서 경화능을 현저히 증가시킨다.
과잉첨가되면 Fe₃B를 형성하여 적열취성을 일으킨다.

코발트(Co)

대부분의 합금원소는 소량첨가로써 강의 경화능을 향상시키지만 Co는 예외로서, 그 반대의 경향을 나타내고 또 고가이므로 일반적인 강에는 사용하지 않고 자석,고급절삭공구,내열재료 등에 첨가해서 성질을 개선하는데에 사용하고 있다. 특히 강의 고온강도를 개선하는데에 효과적이다.

티타늄(Ti)

Ti은 O, N, C, S 및 H등 어느 원소화도 강한 친화력을 나타내고 특히 탈산, 탈질, 탈황에 흔히 사용된다. 탄화물 형성능도 Cr보다 강하고 결정립을 미세화시키기 때문에 스테인레스강이나 절삭공구강의 개량에 이용된다.
또한 타금속원소와도 화합물을 형성하여 석출경화효과가 현저하므로 석출경화형 스테인레스강이나 영구자석등에 이용된다.

주석(Sn)

Sn은 SCRAP으로부터 혼입되어 제강과정에서는 거의 제거되지 못하는 원소로서,페라이트에는 약 8%까지 고용한다.
일반적으로 Sn은 강의 인장강도,항복강도를 증가시키고 연신율,충격치를 감소시키는 등 P의 영향과 유사한 점이 많지만 P만클 현저하지는 않다.
그러나 Sn은 열간가공시의 적열취성, 템퍼링취성, 저온취성 등의 원인이 되고, 내식성에 약간의 이점이 있기는 하지만 일반적으로 강에 유해한 원소이다.

셀레늄(Se)

Mn등과 화합물을 만들어 피삭성을 향상시킨다.
유황보다 훨씬 고가이며, 용강(熔鋼)의 유동성을 좋게한다.

칼슘(Ca)

강력 탈산제이다. 용강중에서 기화하여 폭발하기 쉬우므로 Ca-Si, Ca-Si-Mn 등의 상태로 첨가하여 비금속 개재물의 상태 및 분포의 조정을 행한다.

납(Pb)

강의 피삭성을 향상시킨다.

바나듐(V)

탄화물 형성능이 커서 미립탄화물을 만들어 강의 조직을 미세화시키므로, 고장력강으로부터 각종 공구강에 이르기까지 많이 사용되고 있다.
템퍼링 연화저항성도 Mo이상으로 좋다. 고온강도도 대폭 향상시키지만 산화물인 V2O5는 증기압이 높아서 고온증발하므로 첨가량에 한계가 있다.

텅스텐(W)

W은 고가이고, 비중이 커서 편재하기 쉬우므로 구조용강에는 거의 첨가되지 않지만, 경화능을 향상시키고 Fe4W2C 또는 Fe3W3C형의 탄화물을 형성하므로 공구강 특히 절삭 공구강에 이용되고 18%W-4%Cr-1%V강은 고속도강으로서 유명하다. 또 W이 함유된 자석강도 있다.

지르콘(Zr)

N, S, C 및 H와의 친화력이 Ti보다 강하기 때문에 이들 원소의 고정에 흔히 이용되고 있다. 백점의 발생도 0.2~0.3%첨가로 완전히 방지할 수 있다고한다.

제조공정 소개

약어

설명