| 강철의 종류 | 이름 | JIS(일본) | AISI/SAE(미국) | DIN(독일) | GB (중국) |
|---|---|---|---|---|---|
| 저탄소(강철봉) | 둥근 강철 막대 | SS400 (5541) | A36 | - | Q235 |
| 저탄소 강 | S15C | SAE 1015 | CK15 (1.1141) | 15 | |
| S20C | SAE 1021 | CIC20 (1.0402) | 20 | ||
| 중간 탄소강 | 중간 탄소강 | S45C | SAE 1045 | CK45, C45 (1.0503) | 45 |
| S50C | SAE 1050 | CK50 (1.1213) | 50 | ||
| S55C | SAE 1055 | CK55 (1.1203) | 55 | ||
| Cr-Mo 합금강 | 둥근 강철 막대 | SCM415 (SCM21) | - | 15CrMo5 (1.7262) | 15CrMo |
| 둥근 강철 막대 | SCM420 (SCM22) | - | 25CrMo4 (1.7218) | 20CrMo | |
| 둥근 강철 막대 | SCM440 (SCM4) | SAE 4140 | 42CrMo4 (1.7225) | 42CrMo | |
| Ni-Cr-Mo 합금강 | 둥근 강철 막대 | SNCM아니요 (SNCM21) | SAE 8620 | 21NiCrMo2 (1.6523) | 20CrNiMo |
| 원형 강철 막대(니켈 함량 높음) | SNCM420 (SNCM23) | SAE 4320 | 20CrNi2Mo | ||
| 둥근 강철 막대 | SNCM439 (SNCM8) | SAE 4340 | 40NiCrMo6 | 40CrNiMo4 | |
| 피니언 강철 | _ | 17CrNiMo6 18 CrNiMo7-6 | _ | ||
| Al-Cr-Mo 합금강 | 둥근 강철 막대 | SACM645 (SACM1) | SAE 7140 | 41CrAlMo7 (1.8550) | 38CrMoAl |
| 고탄소 크롬 합금강 | 베어링 강 | SUJ2 | 52100 | (110Cr6 .30505) | GCr15 |
| 합금 공구강 | 냉간 가공 공구강 | SKD11 | D2 | X165CrMoV12 (1.2601) | Cr12MoV |
| 열간 공구강 | SKD61 | H13 | X40CrMoV51 (1.2344) | 4Cr5MoSiV1 | |
| 고속철 | SKH51 (SKH9) | M2 | 56-5-2 (1.3343) | W6Mo5Cr4V2 | |
| 탄소 공구강 | 둥근 강철 막대 | SK 2 (SK 120) | W1-111/2 | - | |
| SK 3 (SK 105) | W1-10 | C1051,V1 (1.1545) | - | ||
| 스테인레스 스틸 | 303 스테인리스 강 | SUS303 | A1SI 303 | XL2CrNi5188 (1.4305) | 1Cr18Ni9MoZr |
| 304 스테인리스 강 | SU5304 | AISI 304 | X5CrNi189 (1.4350) | OCr181119 | |
| 316 스테인리스 강 | SUS316 | AISI 316 | X5CrNiMo1810 (1.4401) | OCr17Ni1Mo2 |
강철은 다용도성, 강도, 내구성 , 그리고 다양한 용도에 맞게 합금 및 열처리할 수 있는 능력 덕분에 가장 널리 사용되는 엔지니어링 재료 중 하나입니다 . 강철의 특성은 화학적 조성, 열처리 및 가공 방식 에 따라 달라집니다.
강철의 주요 특성
1. 기계적 성질
| 부동산 | 기술설명 |
|---|---|
| 인장 강도 | 인장 강도가 우수합니다. 250MPa(경강)부터 2000MPa 이상(공구강)까지 다양합니다. |
| 항복 강도 | 강철이 소성 변형되기 시작하는 응력. 하중 지지에 중요함. |
| 경도 | 압입이나 마모에 대한 저항성(HRC, HB, HV로 측정). |
| 인성 | 파괴되지 않고 에너지를 흡수하고 변형할 수 있는 능력(충격 저항성). |
| 연성 | 끊어지지 않고 늘어날 수 있는 능력. 신장률(%)로 표시. |
| 피로 강도 | 반복적인 하중 사이클에 대한 저항성. 기어, 샤프트 및 기타 부품에 필수적입니다. |
2. 물리적 특성
| 부동산 | 일반적인 값 또는 범위 |
|---|---|
| 밀도 | ~7.85g/cm³ |
| 녹는 점 | ~1370–1510°C(합금 함량에 따라 다름) |
| 열 전도성 | 45–60 W/m·K(합금강의 경우 더 낮음) |
| 전기 전도도 | 불량(저항성 금속) |
| 열 팽창 | ~11–13 µm/m·°C (등급에 따라 다름) |
3. 화학 성분(기본 유형)
| 스틸 타입 | 주요 합금 원소 | 노트 |
|---|---|---|
| 탄소강 | 철 + 탄소(최대 2%) | 가장 일반적입니다. 저탄소(≤0.3%), 중탄소(0.3~0.6%), 고탄소(0.6~1%)로 분류됩니다. |
| 합금강 | Cr, Ni, Mo, Mn, V 등 | 향상된 기계적 성질과 내열성. |
| 스테인리스 강 | 크롬 ≥ 10.5% | 내부식성. 304, 316과 같은 등급. |
| 공구강 | W, Mo, Cr, V, Co | 절삭 공구 및 다이에 사용되며, 경도와 내마모성이 우수합니다. |
| 머레이징 스틸 | 니켈, 몰리브덴, 코발트, 티타늄 | 강도가 매우 높고 탄소 함량이 낮아 항공우주 분야에 사용됩니다. |
4. 열처리 및 효과
| 방법 | 결과 |
|---|---|
| 가열 냉각 | 강철을 부드럽게 하고, 연성을 개선하고, 기계 가공성을 향상시킵니다. |
| 담금질 | 강철(특히 고탄소/합금강)을 단단하게 만듭니다. |
| 템퍼링 | 담금질 후 취성을 줄이고 경도와 인성의 균형을 맞춥니다. |
| 정규화 | 입자 구조를 미세화하고 강도와 인성을 향상시킵니다. |
| 케이스 강화 | 표면만 경화합니다(침탄, 질화). 기어와 샤프트에 적합합니다. |
일반적인 강철 등급 및 용도
| 필터 등급 | 타입 | 속성 및 응용 |
|---|---|---|
| AISI 1018 | 저탄소 | 용접성이 우수하여 샤프트와 경량 부품에 사용됩니다. |
| AISI 1045 | 중탄소 | 1018보다 강하고 기어, 차축, 볼트에 적합합니다. |
| SCM440 / 4140 | 합금강 | 강도가 높고 내마모성이 뛰어나 도구, 기어, 구조 부품에 사용됩니다. |
| SKD11 / D2 | 공구강 | 경도가 높고 내마모성이 뛰어나 다이와 절삭 공구에 사용됩니다. |
| SUS304 | 스테인레스 | 비자성, 내식성, 일반용 SS. |
| SUS316 | 스테인레스 | 더 나은 내식성(염화물)으로 해양/화학 분야에서 사용됩니다. |
선택 팁
용접 및 성형 부품에는 저탄소강을 사용하십시오 .
구조 및 하중 지지 부품에는 중탄소강 또는 고탄소강 이나 합금강을 사용하십시오 .
내식성을 위해 스테인리스강을 사용하십시오 .
내마모성과 경도가 필수적인 경우에는 공구강을 사용하십시오 .
열처리 상태를 항상 고려해야 합니다 . 어닐링 처리된 강철은 담금질 및 템퍼링 처리된 동일 등급의 강철과는 매우 다른 특성을 보입니다.
강종 비교표
| 속성/등급 | SCM440 (AISI 4140) | S45C (AISI 1045) | SUS304 (AISI 304) | SKD11 (D2 공구강) | SUS316 |
|---|---|---|---|---|---|
| 타입 | 합금강 | 중 탄소강 | 오스테 나이트 계 스테인리스 강 | 냉간 가공 공구강 | 오스테 나이트 계 스테인리스 강 |
| 카본 (C) | ~ 0.40의 % | ~ 0.45의 % | ≤ 0.08 % | ~ 1.5의 % | ≤ 0.08 % |
| 크롬 (Cr) | ~ 1.0의 % | - | ~ 18의 % | ~ 12의 % | ~16~18% |
| 니켈 (Ni) | - | - | ~ 8의 % | - | ~10~14% |
| 경도(HT 후) | 28~45HRC | 20–30 HRC(담금질/템퍼링) | ~90–95 HRB(어닐링) | 최대 60 HRC (경화 후) | ~90 HRB(어닐링) |
| 인장 강도 | 850~1000MPa(고온) | 600~800MPa(고온) | ~520MPa | ~1900MPa(고온) | ~500MPa |
| 용접성 | 공정한 | 좋은 | 우수한 | 가난한 | 우수한 |
| 가공성 | 좋은 | 좋은 | 공정한 | 나쁨-보통 | 공정한 |
| 부식 저항 | 높음 | 높음 | 높음 | 높음 | 매우 높음(해양 등급) |
| 전형적인 신청 | 기어, 샤프트, 볼트, 다이 | 샤프트, 핀, 기어 | 식품 등급 탱크, 배관 | 펀치, 다이 및 냉간 성형 도구 | 해양, 화학, 제약 |
사용 사례별 요약
SCM440(4140): 기어, 샤프트 및 자동차 부품에 적합한 뛰어난 고강도강으로 강도, 인성 및 경화성이 균형 있게 갖춰져 있습니다.
S45C(1045): 경제적이며 일반 기계 부품에 적합합니다. SCM440만큼 경화성이 좋지 않습니다.
SUS304: 식품 안전 기준을 충족하며 녹에 강합니다. 실내 부식 발생 가능성이 높은 환경에 이상적입니다.
SUS316: 염화물 함량이 높 거나 해양 환경 , 예를 들어 해안가 기계류 또는 화학 탱크에 더 적합합니다.
SKD11(D2): 매우 단단하고 내마모성이 뛰어나며 용접이 불가능합니다. 금형 및 산업용 절단에 사용됩니다.