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철강재료의 분류
  • 작성자
    관리자
  • 등록일
    2010-01-26 10:42:18
    조회수
    6588

◉  철강 재료의 분류 ◉



여러가지 방법에 의해 분류 할 수 있지만 화학성분에 의한 분류법  으로 분류하면 불가피하게 수반되는 미량의 분순물을 고려하지 않고서 0.025%C  를 경계로 하여 이보다 C%가 적은것을 순철, 이보다 C%가 많은 것을 강(steel)이라한다. C%만을 조절하고 특별히 합금원소를 가하지 않은 것을 탄소강 또는 보통강이라 부른다.

탄소이외의 합금원소 즉 Mn, Cr, Ni, Mo, W 등을 특별히 첨가한 것을 특수강 또는 합금강이라 부른다. 

탄소강은 비교적 염가로써 고강도를 얻을 수 있지만, 이와 같은 성질만 으로 모든 공업적 응용에 충족시켜 주지는 못한다. 일반적으로 탄소강은 다음과 같은 한계성을 같은 한계성을 갖고있다.

① 인성과 연성을 감소시킴없이 10,000psi 이상의 강도를 얻을 수 없다.

② 큰 부품의 조직을 완전한 마르텐사이트로 할 수 없다. 즉, 경화능이 작다.

③ 중탄소강을 완전한 마르텐사이트 조작으로 하기 위해서는 급속냉각이 필요한데, 이러한 냉각속도에서는 변형이나 균열을 유발시킬 수 있다.

④ 저온에서의 충격저항성이 낮다.

⑤ 공업적 환경에 대한 내식성이 좋지 못하다. 

⑥ 고온에서 쉽게 산화된다.

위와 같은 탄소강의 한계를 극복하기 위해서는 탄소강에 합금원소를 첨가시켜야만 한다. 따라서 탄소강에는 얻을 수 없는 특수한 성질을 나타내기 위하여 1종이상의 합금원소를 첨가한 강을 특수강(special steels) 또는 합금강(alloy steels)이라고 한다.

〔1〕 강에서의 특수원소의 작용



(1) 오스테나이트 형성원소

C,Ni 및 Mn은 이 부류에 속하는 가장 대표적인 원소들이다. Ni이나 Mn을 충분히 많이 첨가하면 심지어 실온에서 조차도 오스테나이트계 강이 된다. 이러한 보기로서는 13% Mn, 1.2% Cr 및 1%c를 함유한 해드필드강(Hadfield steel)을 들 수 있다. 이러한 강에 있어서 Mn과 C는 다같이 오스테나이트를 안정화시키는 작용을 한다. 또 하나의 예로써는 18%Cr과 8%Ni을 함유한 오스테나이트계 스테인레스강이 여기에 속한다.



( 2 ) 페라이트형원소

이 부류에 속하는 가장 대표적인 원소는 Cr, Si, Mo, W과 Al이다. 13%이상 Cr을 함유한 고체상태 Fe-Cr합금은 초기융점까지의 전 온도구역에서 페라이트조직이 나타난다. 페라이트계강의 또 다른 경우는 변압기용 판재로 사용되는 재료이며, 이것은 약 3% Si를 함유한 저탄소강이다.

( 3 ) 탄화물형성원소

몇가지 페라이트형성원소들은 동시에 탄화물형성원소로서도 작용한다. 아래에 열거한 원소들의 탄소에 대한 친화력은 Cr, W, Mo, V, Nb, Ta, Zr  순으로 크게 작용한다. 탄화물 중에서 일부의 탄화물은 특수 탄화물로 취급  되기도 한다. 즉 Cr7C3, W2C, VC, Mo2C와 같은 비철함유 탄화물들이 여기에 속한다. 이중(double) 또는 복합탄화물(complex carbides)이라고 불리어지는 것은 Fe4W2C등과 같이 Fe와 탄화물형성원소를 동시에 포함하고 있는 것을 말한다.

일반적으로 고속도강과 열간가공용 공구강 등은 M6C, M23C6 및 MC로 표시되는 3가지 형태의 탄화물을 포함하는데, 여기서 기호 M은 모든 금속원소를 총괄적으로 나타낸다.

따라서 M6C는 Fe4W2C, Fe4Mo2C를 나타내며 M23C6는 Cr23C6를, MC는 VC나 V4C3를나타낸다.

( 4 ) 입자생성에 미치는 효과

0.03에서 0.10%범위에 속하는 소량의 Al, Nb, Ti 및 V는 오스테나이트화  온도에서 입자성장을 제어하는 중요한 역할을 한다. 이러한 원소들은 심하게 분산된 탄화물, 질화물, 질탄화물(Al은 지화물로만 존재)로 존재하므로 이들을 고용시키기 위해서는 상당한 고온이 필요하기 때문이다.

미세입자 표면경화강을 생산할 때 얻은 효과는 용강에 적당량의 Al을 첨가하므로써 얻어진다. 실제로는 일차적으로 산소함량을 적당한 수준까지 낯추고, 그 다음에 Al을 강의 질소함량에 해당되는 양만큼 첨가한다. 강을 냉각시킴에 따라 AIN 입자의 분산이 일어나게 되고 그 결과 강은 일반적으로 사용되는 열처리 온도에서 입자성장에 견디게 된다.

( 5 ) 공석점에 미치는 효과

A1점은 오스테나이트 형성원소가 첨가되면 강하되고, 페라이트형성 원소에 의해 상승된다. 공석조성을 갖는 크롬강을 갖는 크롬강은 공석탄소강보다 높은 오스테나이트화 온도가 필요한 반면, 3%Ni 강은700℃ 이하에서도 이미 오스테나이트화하기 시작한다.

이러한 현상은 강이 A1 부근의 온도에서 사용될 때 실용상 대단히 중요한 의미를 갖는다.

( 6 )마르텐사이트 생성온도에 미치는 효과

C0를 제외한 대다수의 합금원소는 마르텐사이트 생성종료온도, 즉 100% 마르텐사이트가 형성되는 온도인 M1점과 함께 마르텐사이트 생성개시온도인 Ms점을 다같이 강하시킨다.

0.5%이상의 탄소를 함유하는 대부분의 강은 M1점이 상온 이하이다. 이것은경화후 이러한 강이 어느 정도의 잔류 오스테나이트를 항상 함유하고 있다는 것을 의미한다.

〔2〕 저 합 금 강 

특수강 중에서도 특히 구조용으로 사용되는 것은 인장강도, 연성한계,연신율 등의 기계적 성질이 우수하고 또한 가공성이 좋아야 한다. 이러한 목적을 위해서 Ni , Cr, Mn, Mo, B 그 외의 다른 원소를 소량 첨가함으로써 높은 강도와 인성을 함께 가지는 강으로 만들 수 있다. 이러한 저합금강 중에서도 가장  대표적인것으로 Cr-Mo강, Ni-Cr강, Cr강, Ni-Cr-Mo강 등이 있다.

①Cr-Mo강

이강종은 Cr(0.9~1.20%)외에 Mo을 소량(0.15~0.30%) 함유하고 있으므로 경화능 ,

템퍼링 연화저항성도 크며, 템퍼링 취성의 경향도 비교적 적은 편이다.

강인성에는 Ni-Cr강이 가장 많이 사용되어 왔으나, 값이 비싼 Ni 대신에 Mo을 첨가하므로써 우수한 성질을 얻을 수 있기 때문에 Ni-Cr강의 대용강으로서 자동차용 크랭크축, 볼트 및 기어류에 주로 사용되고 있다.

표 2-1은 Cr-Mo강의 종류를 나타낸다.

열처리는 830~880℃에서 템퍼링한다. 템퍼링취성의 경향은 크지 않으나, 템퍼링 후에는 수냉하는 편이 낫다. Cr 강과 동일한 인장강도를 얻기 위해서를 템퍼링온도를 상승시켜도 되므로 인성이 우수하다.

한편 침탄강은 850~900℃에서 유냉하여 1차 퀜칭, 800~850℃에서 유냉하여 2차 퀜칭하고, 150~200℃에서 템퍼링한 후 공랭한다.

표 2-1 Cr-Mo강의 종류

기      호
화          학          조          성
비  교

KS
JIS
C
Mn
Cr
Mo

SCM 415
SCM 21
0.13~0.18
0.60~0.85
0.90~0.20
0.15~0.30
침탄강

SCM 420
SCM 22
0.18~0.23
0.60~0.85
0.90~0.20
0.15~0.30
침탄강

SCM 421
SCM 23
0.17~0.23
0.70~1.00
0.90~1.20
0.15~0.30
침탄강

SCM 430
SCM 2
0.28~0.33
0.60~0.85
0.90~1.20
0.15~0.30
강인강

SCM 432
SCM 1
0.27~0.37
0.60~0.85
1.00~1.50
0.15~0.30
강인강

SCM 435
SCM 3
0.33~0.38
0.60~0.85
0.90~1.20
0.15~0.30
강인강

SCM 440
SCM 4
0.38~0.43
0.60~0.85
0.90~1.20
0.15~0.30
강인강

SCM 445
SCM 5
0.43~0.48
0.60~0.85
0.90~1.20
0.15~0.30
강인강

SCM 822
SCM 24
0.20~0.25
0.60~0.85
0.90~1.20
0.35~0.45
침탄강


② Ni-Cr강

Ni-Cr강은 구조용 특수강의 시초로서 병기용 특수강에 주로 사용되었으나 현재는 Cr-Mo강, Ni-Cr-Mo강의 출현으로 그 사용량이 감소하고 있다.

Ni을 첨가하면 강도를 증가시키면서도 인성을 해치지 않기 때문에 우수한 합금원소로서 간주되며, 또한 Ni 첨가로써 경화능이 더욱 향상되므로 대형 강재에도 사용될 수 있다. 그러나 템퍼링취성의 염려가 있으므로 주의해야 한다.

표 3-1는 Ni-Cr강의 종류를 나타낸다.

강인강은 크랭크축, 강력 볼트 및 기어 등에 사용되며, 열처리는 820~880℃ 범위에서 유냉하고, 550~650℃ 범위에서 템퍼링한다. Ni% 또는 Cr%가 높은 강은 템퍼링취성이 나타나기 쉬우므로 템퍼링후에는 수냉하는 것이 좋다.

표 3-1 Ni-Cr강의 종류



기          호
화          학          조          성
비 교

KS
JIS
C
Mn
Ni
Cr
강인강

SNC 236
SNC 1
0.32~0.40
0.50~0.80
1.00~1.50
0.50~0.90
침탄강

SNC 415
SNC 21
0.12~0.18
0.35~0.65
2.00~2.50
0.20~0.50
강인강

SNC 631
SNC 2
0.27~0.35
0.35~0.65
2.50~3.00
0.60~1.00
침탄강

SNC 815
SNC 22
0.12~0.18
0.35~0.65
3.00~3.50
0.70~1.00
침탄강

SNC 836
SNC 3
0.32~0.40
0.35~0.65
3.00~3.50
0.60~1.00
강인강




③ Cr강

탄소강에 Cr이 첨가되면 경화능, 강도 및 내마모성이 향상된다. 또한 Cr은 강력한 페라이트 안정화 원소이고, 이 강종의 Cr 첨가량은 2% 이하이므로 Fe3C 중의 Fe와 치환하여 복탄화물인 (Fe‧Cr)3C를 형성한다.

표4.1은 Cr강의종류를나타낸 것으로서, Cr량은 0.9%∼1.2%로 일정하고 탄소량만 다를 뿐이다.

Cr강은 주로 Roller, 볼트, 너트 및 캠축 등에 사용되고 있고, 이중 SCr 415및 420강은 침탄용강으로 사용된다.

표 1-1 Cr강의 종류



기        호
화    학    조    성

KS
JIS
C
Mn
Cr

SCr 415
SCr 21
0.13~0.18
0.60~0.85
0.90~1.20

SCr 420
SCr 22
0.18~0.23
0.60~0.85
0.90~1.20

SCr 430
SCr 2
0.28~0.33
0.60~0.85
0.90~1.20

SCr 435
SCr 3
0.33~0.38
0.60~0.85
0.90~1.20

SCr 440
SCr 4
0.38~0.43
0.60~0.85
0.90~1.20

SCr 445
SCr 5
0.43~0.48
0.60~0.85
0.90~1.20


④ Ni-Cr-Mo강

Ni과 Cr을 첨가한 저합금강은 탄성한계, 경화능, 충격인성 및 피로저항성이 향상된다. 더구나 0.3%정도의 Mo이 첨가하면 경화능이 더욱 커진고    템퍼링 취성에 대한 민감성이 최소로 된다. 따라서 이 강종은 경화능이  라이트 변태가 지연되므로 공랭시 베이나이트로 변태한다. 표 4-1은        Ni-Cr-Mo강의 종류를 나타낸다.



표 4-1 Ni-Cr-Mo강의 종류





규격
화        학        조        성

C
Si
Mn
P
S
Ni
Cr
Mo

SNCM 1
0.27~0.35
0.15~0.35
0.60~0.90
0.300이하
0.300이하
0.60~2.00
0.60~2.00
0.15~0.30

SNCM 2
0.20~0.30
0.15~0.35
0.35~0.60
0.300이하
0.300이하
3.00~3.50
1.00~1.50
0.15~0.30

SNCM 5
0.25~0.35
0.15~0.35
0.35~0.60
0.300이하
0.300이하
2.50~3.50
2.50~3.50
0.15~0.30

SNCM 6
0.38~0.43
0.15~0.35
0.70~1.00
0.300이하
0.300이하
0.40~0.70
0.40~0.65
0.15~0.30

SNCM 8
0.36~0.43
0.15~0.35
0.60~0.90
0.300이하
0.300이하
1.60~2.00
0.60~1.00
0.15~0.30

SNCM 9
0.44~0.50
0.15~0.35
0.60~0.90
0.300이하
0.300이하
1.60~2.00
0.60~1.00
0.15~0.30

SNCM 21
0.17~0.23
0.15~0.35
0.60~0.90
0.300이하
0.300이하
0.40~0.70
0.40~0.65
0.15~0.30

SNCM 22
0.12~0.18
0.15~0.35
0.40~0.70
0.300이하
0.300이하
1.60~2.00
0.40~0.65
0.15~0.30

SNCM 23
0.17~0.23
0.15~0.35
0.40~0.70
0.300이하
0.300이하
1.60~2.00
0.40~0.65
0.15~0.30

SNCM 25
0.12~0.18
0.15~0.35
0.30~0.60
0.300이하
0.300이하
4.00~4.50
0.70~1.00
0.15~0.30

SNCM 26
0.13~0.20
0.15~0.35
0.80~1.20
0.300이하
0.300이하
2.80~3.20
1.40~1.80
0.40~0.60




〔3〕공구강

공구강은 금속, 플라스틱 또는 목재 등을 원하는 형태로 가공 및 성형하는데에 사용되는 강종으로서, 내마모성, 상온 및 고온경도, 내열성, 강도 및 인성 등이 용도에 맞게 갖추어져 있어야만 한다. 어떤 경우에는 치수안정성이 매우 중요시 될때도 있다. 또한 공구강은 사용하기에 경제적이어야 하고, 공구의 형상으로 제작하기가 쉬워야 한다.

강의 총생산량 중에 공구강이 차지하는 비율은 매우 적지만, 다른 강종이나 공업재료를 원하는 형상으로 만들어 내는데 에 사용되기 때문에 그  중요성은 매우 크다. 공구강의 사용 예를 보면 드릴, deep drawing die, 전단용 칼, 펀치, 압출다이 및 절삭공구 등에 주로 사용된다.   

고속절삭이 특히 필요한 경우에는 공구강보다는 초경합금을 사용하는 것이 훨씬 경제적이다.

⑴. 공구강의 분류

공구강을 분류하는 방법은 여러가지가 있는데, KS규격에서는 탄소강구강, 합금공구강 및 고속도강으로 분류되고, AISI규격에서는 수냉경화형 공구강, 내충격용 공구강, 냉간가공용 공구강(유냉경화형, 고랭경화형, 고탄소 고크롬). 열간 가공용 공구강, 고속도 공구강, 특수목적용 공구강 및 몰드 공구강으로 분류되고 있다.



① 탄소공구강

탄소공구강은 재료를 절삭 및 성형하는데 상요되는 공구강 중 가장 오래된 것으로서, 그 특성은 비교적 높은 탄소량에 의해서 나타난다. STC 1에서 STC 7까지 7종이 있으며, 탄소량은 0.7~1.55범위이고 수냉에 의해서 경화된다. 소형경구를 제외하고는 경화처리에 의해서 표면만 경화되고, 중심부는 비교적 인성을 지니므로 양호한 내마모성과 인성을 동시에 얻을 수 있는 경화능이 낮은 강종이다.

이와 같이 탄소공구강은 열처리가 비교적 간단하고, 값이 싸다는 장점때문에 공구소재로 널리 이용되고 있다.

그러나 탄소공구강으로 얻을 수 있는 성질에는 한계가 있고, 또한 수냉으로 경화시키기 때문에 복잡한 형상의 부품일 때는 열처리시 문제를 일으킬 염려가 있으므로 다음과 같은 경우에는 합금공구강을 선택하여 사용하는 것이 좋다.

① 하나의 부품내에 심한 치수변화가 있을 때, 즉 두터운 부위가 얇은부위가 공존할 때

② 예리한 모서리가 존재할 때

③ 다이의 hole 간격이 좁을 때

④ 매우 큰 마모성이 필요할 때

⑤ 인성이 요구될 때

⑥ 열처리시 최소한의 치수변형이 요구될 때

⑦ 사용중 고온경도가 요구될 때

탄소공구강은 다른 공구강과 마찬가지로 구상화 풀림 상태로 공급되는 것  이 보통이다. 이러한 구상화 조직은 퀜칭 및 냉간가공시 유발될 수 있는균열의 위험을 줄이고, 기계가공성을 높이기 위함이다.

② 합금공구강

ⓐ 내충격용 공구강

내충격용 공구강은 전단용 칼, 끌 및 리벳 세트 등과 같이 반복하중에서  사용되는 용도로 적합하다. 이 강의 가장 중요한 성질은 인성이고, 경도는 그 다음이다. 따라서 이 강의 탄소량은 약 0.05%정도로 다른 공구강 보다 비교적 낮은 편이므로, 사용경도도 HRC 56~60정도로 다른 공구강  보다 비교적 낮은 편이다.

STS41강의 주된 용도는 볼트의 header die, 끌, 파이프 절삭기, 콘크리트 드릴, 단조용 다이, 성형용 다이, 열간 및 냉간가공용 펀치 및 전단용 칼 등이다.

이 강의 경화열처리리서, 760~790℃에서 예열한 후 930~980℃에서 유  냉으로 퀜칭하고, 템퍼링은 냉간용일 때에 150~260℃에서 행하여 HRC    5정도의 경도로 사용한다.

이 공구강은 퀜칭온도가 비교적 높기 때문에 탈탄되기 쉬우므로 분위기로  또는 염욕에서 열처리 하는 것이 좋다.

한편 이와 같은 STS41(AISI SI)강은 비싼 W이 2.5%정도 함유되어 있으  므로 미국에서는 W대신에 1.45Mo을 첨가한 S7과 0.4%Mo와 2.0%Si을 첨가한 S5공구강이 사용되고 있다.

ⓑ 수냉경화형 공구강

합금공구강 중 수냉경화형 공구강은 탄소공구강에 0.25%정도의V을 함유  한 강으로서, 탄소 공구강과 마찬가지로 경화능이 작기 때문에 수냉으로 경화시킨다. 탄소공구강에 V이 첨가되면 오스테나이트화 할 때 결정립 조대화를 방해하기 때문에, 높은 온도에서 경화시켜도 결정립이 미세한 상태로 된다.

탄소공구강이나 수냉경화형 합금공구강은 경화능이 낮아서 중심부까지 경  화되기 않기 때문에 인성이 우수한 편이다. 볼트의 cold-heading용 upsetting die와 같은 가혹한 충격조건하에서 사용되는 공구들이나, coining 펀치와 같이 내마모성과 굽힘응력이 가해지는 공구들은 중심부 까지 경화시켜서는 안되므로 위와 같은 특성을 이용하면 효과적이다

한편 칼, 가위,문자용 다이와 펀치 등 전단공구나 소형 공구 들에서는 사  용중에 큰 충격이 가해지지 않고, 또한 두께가 작으므로 전체를 경화시킬  수 있어서 탄소공구강이나 수냉경화형 합금강을 사용하면 염가로 요구조  건을 충족시켜 줄 수 있어서 매우 효과적이다.



ⓒ 냉간가공용 유냉경화형 공구강

냉간가공용 공구강은 내마모성과 인성이 중요시되는 냉간가공용 공구나 다이에 널리 사용된다.

유냉경화형 공구강은 퀜칭경도가 높고, 낮은 퀜칭온도에서도 경화능이 우  수하며, 복잡한 형상의 공구나, 금형의 열처리시에도 균열의 염려가 없고,  예리한 절삭날을 유지할 수 있는 특징이 있다. 그러나 이 강종은 고속절삭용이나 열간가공용으로는 사용하지 못한다. 표 2-3은 유냉경화형 공구  의 종류이다.

ⓓ 냉간가공용 공랭경화형 공구강

공랭경화형 공구강은 블랭킹 다이, 성혈용 다이 및 인발 다이 등과 같은  큰 인성과 어느 정도의 내마모성이 요구되는 용도로 특히 적합하다. 이 강은 유냉경화형 공구강인 STS 3강에 비해서 퀜칭 및 템퍼링 후의 치수 변화가 1/4 정도밖에 되지 않으므로 복잡한 형상의 다이에도 사용될 수 있다.



ⓔ 열간가공용 공구강

열간가공용 공구강은 열간압출, 열간단조 및 다이캐스팅 다이 등과 같은 용도로 사용되는 강종으로서, 일반적으로 다음과 같은 성질이 요구 된다.

① 고온가공용온도에서의 변형저항, 탄소저항, 탄소강은 고온에서 연해지기 때문에 이 용도로 사용할 수 없다.

② 기계적 충격과 열충격(특히 수냉시) 에 대한 저항성, 이공구강의 내충격성을 향상시키기 위해서는 탄소량이 적어야만 한다.

③ 고온에서 마식(erosion) 및 마모에 대한 저항성

④ 열처리시 변형저항성, 복잡한 형상의 금형은 열처리시 변형되기 쉽다.

⑤ 열균열(heat checking)에 대한 저항성

〔4〕 특수용도강

ⓐ내열강

공업의 발달에 따라서 기게나 장치의 중요한 부분이 고온을 받아야 하는  경우가 많다.

화력발전, 항공기 및 화학공업에 사용되는 기게장치의 성능을 향상시키려  면 금속재료의 사용가능온도를 상승시켜야만 한다.

증기터빈의 가동온도는 600℃정도이고, 항공기 엔진은 750℃정도의 고온  에 노출되어 있다. 화학공업용에 있어서는 더욱 고온의 작업이 요구되므로 고온고압에 견디는 재료가 요구된다.

일반적으로 내열재료에 요구되는 성질은 다음과 같다.

① 고온에서 화학적으로 안정할 것, 즉 연소가스를 비롯한 각종 가스에 의하여 부식되지 않을 것.

② 고온 기계적 성질이 우수할 것, 즉 고온경도, 크립한도, 전연성 및 열피로등의 성질이 우수할 것.

③ 고온에서의 조직이 안정할 것, 즉 사용온도에서 변태를 일으킨다든지, 탄화물이 분해되는 일이 없을 것.

④ 열팽창 및 열에 대한 변형이 적을 것.

⑤ 소성가공, 절삭가공, 주조 및 용접이 쉬울

HRS1~3강은 Si-Cr계 내열강으로서, 자동차와 항공기 내연기관의 밸브용  재료로 사용되고 있다.

밸브용 내열강은 보통 고온에서 굽힘, 파괴, 반복가열시의 변형 및 균열이  발생되지 않을 정도의 충분한 고온강도외에, 사용온도에서의 내마모성, 내  산화성 및 내식성 등이 요구된다. 또한 열전도도가 클 것, 열팽창계수가 작  을 것 등도 중요한 요구특성이다. 특히 최근에는 연료의 성능향상에 따라    밸브의 작동온도가 상승하고, 또 산화납의 고온부식 등 특수한 부식 환경에 의한 밸브의 수명저하란 점에서 Si-Cr강 뿐만 아니라 Ni함유량이 높은 오스테나이트계 내열강의 연구개발도 활발하다.

Si-Cr강은 상기의 모든 특징을 만족시키는 것이 아니다. 즉 열전도도가 낮  은 보통강의 1/2~1/3정도이고, 또 고온강도도 다른 고급 밸브용 내열강보다 약간 떨어지는 결점이 있지만 Si첨가에 의해 변태점이 상승하여 고온내산화성이 뛰어나고, 가격이 저렴하다는 장점이 있다.

HRS4 및 5강은 오스테나이트게 내열강인데, 이 강들은 Si-Cr계 내열강보  다 내열성이 크며, 파괴강도가 높다.

ⓑ 스프링강

스프링은 용도에 따라 형상이 매우 광범위하고, 또 스프링 제조설비의 능력에 따라서도 제조방법이 다르므로 공급되는 소재의 형상 및 치수상태는  다양하다.

일반적으로 스프링강에 요구되는 기본적 특성은 탄성한계 및 피로강도가  높고, 크립저항성 및 충분한 인성을 가져야 한다. 또한 공업적으로는 스프링의 성형 및 열처리가 용이하고, 가격이 저렴해야 한다.

내열 스프링강이 가져야 할 중요한 성질은 내열 크립성, 고온 피로강도 및  상온과 고온에서의 인성이다.

내열스프링강에는 보통 열간 공구강, 스테인레스강 및 내열강 등이 사용된  다.

ⓒ 베어링강

베어링강은 회전하는 베어링의 궤도륜(race), Ball 및 Roler 제조에 사용되는 강으로서, 주로 고탄소 크롬 베어링강이 사용되며, 충격을 받는 경우에는 침탄 베어링강이 사용도니다.

이외에 특수용도로서 내식 베어링강, 내열 베어링강 등이 있다.

베어링강은 최종상태로 열처리로 되었을 때 경도, 항복강도, 인성, 내마모성,치수안정성 및 피로강도등이 요구된다. 그중에서도 중요한 성질은 회전접촉에 대한 피로저항강도이고, 이것을 회전피로수명이라고 한다.

화풀림상태에서 피삭성이 좋다는 이점 때문에 널리 사용되고 있다.

STB 1은 소형 볼베어링용으로 사용되지만 경화능과 템퍼링 저항성이 나쁘  므로 사용량이 작다.

STB 2는 표준규격 베어링강으로서, 제일 많이 사용되는 대표적인 베어링강이다.

STB 3은 경화능이 좋기 때문에 대형 베어링에 사용된다.

STB 2강을 단조후 서냉시키면 망상 탄화물이 나타나므로 노멀라이징시켜  소르바이트조직으로 만들고, 이것을 재차 구상화처리한다. 

구상화풀림은 780~820℃에서 하며, 구상화 조직이 불량하면 퀜칭시 경도가얻어지지 않거나 퀜칭균열의 원인이 된다. 퀜칭은 780~830℃에서 수냉하거나, 800~850℃에서 유냉하며, 150~170℃에서 행한다.

ⓓ 스테인레스 강

스테인레스 강은 부식에 견딜 수 있도록 여러가지 특수원소를 합금한 강  으로서 대별하면

① 페라이트계 스테인레스 강 (저C고Cr)

② 마르텐사이트계 스테인레스 강 (중C고Cr)

③ 오스테나이트계 스테인레스 강 (저C고Cr고Ni)

④ 강력 스테인레스 강 (고Cr고Ni)    등이 있다

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