【기계기사】 기계재료 4강. 특수강

4강. 특수강(합금강, special steel)

 

추천글 : 【재료역학】 재료역학 목차

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1. 개요 [본문]

2. 특수강의 종류 [본문]

3. 기타 [본문]

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1. 개요 [목차]

⑴ 특수강 첨가 목적

① 성질 개선

② 내식성, 내마멸성, 담금질성 증가

③ 결정 성장 방지

④ 비중, 열전도율, 비열 감소

⑤ 용접 용이

⑥ 유해 원소 제거

⑵ 원소의 영향

① Ni : 페라이트 조직 (α) 안정, 저온취성 방지

② Mn : 적열취성 방지

③ Cr : 경도, 강도 증가. 내식성, 내열성, 내마멸성 증가

④ W : 고온 강도, 경도 증가

⑤ Mo : 강인성 증가. 질량효과 감소, 담금질성 증가. 뜨임메짐(취성) 방지

⑶ 자경성

① 특수 원소를 첨가하여 가열후 공냉하여도 자연히 경화 (M 생성) → 담금질 효과

② 즉, 대기에서 열처리

③ Cr ≫ Ni, Mn ≫≫ W, Mo

 

 

2. 특수강의 종류 [목차]

⑴ 구조용 특수강

① 강인강

○ Ni-Cr강 : 550 ~ 580 ℃에서 뜨임메짐 발생

○ 저 망간강 : 듀콜강. 펄라이트 조직 (α + Fe₃C). 항복점, 인장강도 증가 (예 : 건축, 토목 등 일반구조용)

○ 고 망간강 : 하드필드강. 오스테나이트 (γ). 내충격성, 내마멸성 증가

② 표면경화강 (예 : 기어, 캠, 축)

③ 쾌삭강 : 절삭성 향상 목적. S, Pb, P, Mn 첨가

④ 스프링강 SPS

⑵ 공구용 특수강 : 고온경도 증가. 강인성, 내마모성 증가. 열처리성 증가. 마찰계수 감소. 저렴. 전연성 없음. 가공성 없음

① 탄소공구강 (고탄소강) STC

○ C : 0.6 ~ 1.5%

○ S, P 적어야 양질

○ 예 : 줄, 펀치, 쇠톱날

② 합금공구강 STS

○ Si-Cr강 : 담금질 변형 적음. 내열성 높음. (예 : 내연기관 밸브)

③ 고속도강 SKH (HSS)

○ 표준형

○ 0.8% C + (18% W + 4% Cr + 1% V)

○ 예열(풀림) : 800 ~ 900 ℃

○ 담금질 : 1260 ~ 1300 ℃

○ 뜨임 : 550 ~ 580 ℃

○ 탄화물 형성 → 고온 경도

○ W : 내마모성 높음

○ Cr : 담금질 경화능 높음. 경도 높음

○ V : 강력한 탄화물 높음. 절삭능력 높음

④ 초경합금 : 금속탄화물 (WC, Tic, Tac) 성형 뒤 고온 소결

⑤ 세라믹

○ 점토 소결. 주성분 Al₂O₃ (알루미나)

○ 철과 친화력 없음. 열 흡수 없음

○ 고속 정인 가공 공구

⑶ 특수 용도용 특수강

① 스테인리스강 STS

○ 탄소공구강 + Ni or Cr : 내식성 높음

○ 페라이트계, 마텐자이트계, 오스테나이트계 (Cr18 + Ni8) : 18-8형

② 자석강 : 잔류자속밀도, 보자력, 항자력 높음. 기계적 경도 높음

③ 불변강

○ 인바 : Fe-Ni 36%. 선팽창계수 낮음. (예 : 자, 추, 바이메탈)

○ 엘린바 : 탄성계수 불변. (예 : 시계, 저울, 정밀기기)

○ 코엘린바 (엘린비 + Co)

○ 플래티나이트

○ 초인바 : 인바보다 우수

 

 

3. 기타 [목차]

⑴ KS 강재기호

① 탄소강 SM(carbon steel for machine structure use)

② 고속도강 SKH (high speed tool steel)

③ 스프링강 SPS(spring steel)

④ 스테인리스강 STS(special tool stainless)

⑤ 합금공구강 STS(special tool steel)

⑥ 다이스강 STD(special tool dice)

○ 고탄소 크롬강

○ 공냉에서 담금질 가능

○ STD 11

○ STD 61 : 담금질 1000 ~ 1050 ℃

⑦ 탄소공구강 STC(special tool carbon)

○ STC 1 : 1.3 ~ 1.5% C

○ STC 2 : 1.1 ~ 1.3% C

○ STC 3 : 1 ~ 1.1% C

○ STC 4 : 0.9 ~ 1% C

⑵ 연질자성 재료 : 투자율 높음. 보자력 낮음

① 센더스트(sendust), 퍼멀로이(permalloy), 규소강판

② (주석) 센더스트와 규소강판에는 규소가 있는데, 이와 관련 있을 듯

 

입력 : 2020.08.18 21:31