철강의 기초

철강의 기초

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1. 강재의 분류

구 분	종 류	내 용
성분별	순철	탄소함유량이 0.02%, 탄소, 불순물이 적은 철
	선철	탄소함유량이 2.5-4.5%, 철강석을 제련하여 맨 처음 얻어지는 것
	강철	탄소함유량이 0.02-2.0%, 선철을 정련한 강
용도별	일반강	일반 구조용강으로 C(0.1-0.9%) 이외에 소량의 Si, Mn, P, S등을 함유한 강
	특수강 (합금강)	공구강, 기계 구조용강, 특수용도강으로 함유 원소(Cr, Ni, Mo, V)등을 첨가시킨 강
제조법별	열간 압연 제품	재결정 온도이상(800 ~ 1200℃)에서 제강된 반제품을 압연, 인발 등에 의해 제품화한 것
	냉간 압연 제품	열간 압연 제품을 더 가공해서 제품화하기 위하여 재결정 온도 이하 (800℃ 이하)에서 냉간압연한 것
	주강품	소정의 형상틀에 주물을 부어 일정 형상으로 가공한 제품
	단강품	소정의 재료를 단조를 통하여 제품화한 것
형상별	조강류	형강(H.ㄱ.ㄷ.T.I형강, 레일, 구평 형강, SHEET PILE등) 봉강(원형강, 각강, 육각, 팔각강, 이형 봉강등), 선재(원형, 이형)
	강판류	후판, 중판, 열연. 냉연 박판, 표면 처리 강판 등
	강관류	무계목 강관, 용접 강관, 단접관

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2. 강재의 화학성분

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철강 5대 성분

탄소	Fe는 C와 함께 함으로써 철강재의 우수한 특성을 발휘할 수 있다. 탄소량이 증가하면 항복점, 인장강도, 경도는 증가되지만 신율, 수축율, 연성은 감소한다. 구조용강재를 제조할 때는 C 를 0.1~0.23% 이내에서 유효하게 사용하여 연성, 충격특성, 용접성을 고려한 강도특성을 확보해야 한다.
규소	규소량이 증가하면 인장강도, 항복점이 상승하고 0.2~0.4% 정도에서 신율 및 수축율도 급격히 상승한다.
망간	망간이 강의 강도를 개선하고 충격특성에 영향을 미친다. 또한 압연성을 좋게 하고 취성을 감소시킨다.
인	P는 강재의 내후성을 향상시키는 효과가 기대되며 이외로 용접성, 냉간가공성, 충격특성을 저하시킨다
황	1300도 이상의 고온에서 용해되고 온도취성, 연신율, 강도, 충격치저하 등의 영향을 미치므로 0.05% 이하로 규제한다.

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첨가화학성분

화학 성분	특 성
바나듐(V) 나이오비듐(Nb)	열처리시 강도 증가 바나듐의 경우 고온에서 조직 성장 방해 : 공구강에서 중요 나이오비듐은 스테인리스강에서 카본이 입계로 전이되어 부식을 촉진하지 못하도록 방해함
니켈(Ni)	강도, 경도를 향상 다른 원소들에 의한 취성을 감소
크롬(Cr) 몰리브덴(Mo)	강도, 경도를 향상 열처리 효과 증대 Cr이 12% 이상이면 스테인리스강 특성 Mo은 공구강에 사용
텅스텐(W) 코발트(Co)	고온에서 안정하고 경도가 높아 고합금 공구강으로 사용

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기타 화학성분

수소	철의 결정격자 속에 침투확산하여 충격치 감소, 지연파괴, 용접비트 터짐, 기포발생 등의 원인이 된다. 용접시 물, 습기가 분해되어 발생하는 H를 줄이기 위해 비온 후, 또는 저온시 용접할 때는 예열이 요구된다.
산소	철광석이 강으로 변화시 O 가 관계하는 반응이 전 공정에서 중요한 역할을 한다. 다만 일부는 산화물계 비금속 개재물로 존재하여 강재에 연성 및 충격특성, 열화, 적열, 청열취성, 담금질 경화성 열화 등을 발생시켜 품질에 유해한 영향을 미친다.
질소	N이 증가하면 강도는 증가하나 신율, 충격 특성이 저하된다. 또한 N 이 지나치게 높으면 고온가공성이 나빠진다.