합금강: 정의, 종류, 응용 분야 등!

1. 합금강의 분류

합금강은 기본적으로 탄소강에 Si, Mn, W, V, Ti, Cr, Ni, Mo 등의 합금 원소를 추가하여 강화한 강재입니다.

이러한 원소는 강도, 인성, 경화성 및 용접성과 같은 강철의 다양한 특성을 향상시킵니다. 합금강은 합금 원소의 함량에 따라 분류되는 경우가 많습니다.

또한 합금강은 다양한 산업 분야에서 특수하게 사용되기 때문에 일반적으로 용도에 따라 분류하기도 합니다.

합금 함량에 따른 분류

• 저합금 강철: 총 합금 함량 5% 미만
• 중간 합금강: 총 합금 함량: 5% ~ 10%
• 고합금강: 총 합금 함량 10% 이상

용도별 분류

• 합금 구조용 강재: 일반 저합금강; 합금 침탄강, 합금 담금질 및 템퍼링 강철, 합금 스프링 스틸; 볼 베어링 스틸.
• 합금 공구강: 합금 강철 절단 (저합금 절삭강, 고속강 포함) 합금 금형강(냉간 가공 금형강, 열간 가공 금형강 포함), 게이지강.
• 특수 성능 강철: 스테인리스 스틸, 내열 스틸, 내마모성 스틸 등

2. 합금강 번호

1) 저합금 고강도 구조용 강철

등급은 수율을 나타내는 중국어 병음 문자(Q), 수율 한계값, 품질 등급 기호(A, B, C, D, E)의 순서로 정렬됩니다.

예를 들어, Q390A는 저합금 고강도 구조용 강철을 의미합니다. 항복 강도 σs = 390N/mm2, 품질 등급 A.

2) 합금 구조용 강철

등급은 "두 자리 숫자 + 요소 기호 + 숫자"로 구성됩니다.

처음 두 자리는 평균의 1만 분의 1을 나타냅니다. 탄소 함량 원소 기호는 강철에 포함된 합금 원소를 질량 기준으로 나타내며, 원소 기호 뒤의 숫자는 해당 원소의 평균 함량을 질량 기준으로 100분의 1을 나타냅니다.

의 평균 질량 비율이 합금 원소 가 1.5% 미만이면 값 없이 해당 원소만 표시됩니다. 평균 질량 비율이 ≥1.5%, ≥2.5%, ≥3.5% 등인 경우 합금 원소 뒤에 숫자 2, 3, 4 등을 적절히 표시합니다.

예를 들어 40Cr여기서 탄소 평균 질량분율 Wc=0.4%, 크롬 평균 질량분율 WCr <1.5%입니다. 고급 합금 구조용 강재인 38CrMoAlA강과 같이 고급 품질의 강재인 경우 등급 끝에 "A"가 추가됩니다.

3) 롤링 베어링 스틸

등급 앞에 "G"("압연"이라는 단어의 중국어 병음 첫 글자)가 추가되며, 뒤의 숫자는 질량 기준 크롬 함량의 천분의 1을 나타내며, 탄소 함량은 표시되지 않습니다.

예를 들어, GCr15 강철은 평균 크롬 질량 분율 WCr = 1.5%의 압연 베어링 강철입니다.

크롬에 다른 합금 원소가 존재하는 경우 베어링 스틸일반 합금 구조용 강재와 동일한 방식으로 표현됩니다. 모든 구름 베어링 강재는 고급 강재이지만 등급이 "A"로 끝나지 않습니다.

4) 합금 공구강

이 번호 지정 방법은 다음과 같습니다. 강철 유형 는 합금 구조용 강철과 유사하지만, Wc < 1%인 경우 탄소 함량의 천분의 1을 질량으로 나타내는 데 한 자리 숫자가 사용된다는 점이 다릅니다. 탄소 질량 분율이 ≥1%인 경우에는 표시되지 않습니다.

예를 들어, Cr12MoV 강철에서 탄소의 평균 질량 분율은 Wc=1.45%~1.70%이므로 표시되지 않으며, Cr의 평균 질량 분율은 12%이고 Mo와 V의 질량 분율은 모두 1.5% 미만입니다.

단, 고속 공구강은 예외이며 양에 관계없이 탄소 평균 질량 비율을 표시하지 않습니다. 합금 공구강과 고속 공구강은 모두 고급 강재이므로 등급 끝에 "A"를 표시할 필요가 없습니다.

5) 스테인리스 스틸 및 내열 스틸

강철 등급 앞의 숫자는 탄소 질량 분율의 천분의 1을 나타냅니다.

예를 들어 3Cr13 강철, 평균 질량 분율 Wc=0.3%, 평균 질량 분율 WCr=13%입니다. 탄소 질량 분율 Wc≤0.03% 및 Wc≤0.08%인 경우 접두사 "00" 및 "0"이 각각 사용됩니다(예: 00Cr17Ni14Mo2, 0Cr19Ni9 강철 등).

3. 일반적인 합금강에 대한 설명

1) 일반 저합금강

Q345

애플리케이션: 주로 교량, 선박, 차량, 보일러, 압력 용기, 석유 및 가스 파이프라인, 대형 철골 구조물 등을 만드는 데 사용됩니다. 열간 압연 공냉식 상태에서 사용되며, 구조는 미세 입자 F+P이며 더 이상 열처리되지 않습니다.

그리고 Q345 구형 강철 등급 12MnV, 14MnNb, 16Mn, 18Nb, 16MnCu를 포함합니다.

Q420

정규화된 상태에서 사용되는 구조는 F+S입니다. Q345에는 구형 강재 등급 15MnVN, 14MnVTiRE가 포함됩니다.

2) 합금 담금질 및 강화 강철(낮은 경화성)

40Cr

애플리케이션: 자동차, 트랙터, 공작 기계 및 기타 기계의 기어, 메인 샤프트, 자동차 엔진 크랭크 샤프트, 커넥팅 로드, 볼트, 흡기 밸브 등 다양한 중요 부품을 제조하는 데 사용됩니다.

3) 합금 스프링 스틸

65Mn 60Mn2Si

65Mn 60Mn2Si 강철의 적용 예: 차량 완충 코일 스프링과 같이 단면이 25mm 이하인 스프링.

20Cr

애플리케이션: 자동차, 트랙터, 내연 기관의 캠샤프트, 피스톤 핀 및 기타 기계 부품의 기어를 제조할 수 있습니다. 강한 마찰 마모, 큰 교대 하중, 특히 충격 하중을 견딜 수 있습니다.

4) 합금 침탄강(중간 경화성):

20CrMnTi

5) 롤러 베어링 스틸:

GCr15:

구름 베어링, 내륜 및 외륜 등의 구름 요소(볼, 롤러, 니들)를 제조하는 데 사용됩니다. 정밀 게이지, 콜드 펀치 다이, 공작 기계 리드 스크류 및 기타 내마모성 부품을 만드는 데도 사용할 수 있습니다.

6) 저합금 절삭 공구강:

9SiCr, CrWMn

7) 고속 강철:

W18Cr4V

8) 콜드 몰드 스틸:

Cr12:

다양한 콜드 펀치 금형, 콜드 헤딩 금형, 콜드 압출 금형 및 와이어 드로잉 금형 등을 만드는 데 사용됩니다. Cr12강으로 제작된 대형 냉간 금형의 경우 열처리 변형이 최소화되어 고강도 및 복잡한 금형 제조에 적합합니다.

사용 예시: 콜드 스탬핑 다이, 드로잉 주사위, 스탬핑 다이, 롤링 다이

9) 핫 몰드 스틸:

4Cr5MoSiV:

그 구조는 강화된 마텐사이트, 입상 탄화물 및 소량의 잔류 오스테나이트. 고온 경도를 보장하려면 여러 번 템퍼링을 수행해야 합니다.

사용 예: 핫 헤딩 다이, 다이캐스팅 다이, 핫 압출 다이, 정밀 다이 단조 다이

10) 게이지 스틸

11) 스테인리스 스틸:

스테인리스강은 대기 및 일반 매체에서 높은 내식성을 가진 강종을 말합니다.

마르텐사이트 스테인리스 스틸:

1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13 등. 이들은 모두 산화성 매질에서 충분한 내식성을 가지고 있습니다. 저탄소 1Cr13 및 2Cr13 강철은 내식성이 우수하고 기계적 특성이 우수합니다. 탄소 함량이 증가함에 따라 3Cr13 및 4Cr13 강철은 강도와 내마모성은 증가하지만 내식성은 감소합니다.

페라이트 스테인리스 스틸:

1Cr17, 1Cr17Ti 등. 이 유형의 강철은 크롬 질량 분율이 17%~30%이고 탄소 질량 분율이 0.15%보다 낮습니다. 단상 페라이트 구조이며 Cr13 강철보다 내식성이 우수합니다.

오스테나이트 스테인리스 스틸:

Cr18Ni9 타입(18-8 타입 스테인리스강이라고도 함)은 가장 일반적으로 사용되는 스테인리스강 중 하나입니다. 이 유형의 오스테나이트 스테인리스강은 탄소 함량(약 0.1%)이 낮고 내식성이 뛰어납니다. 이 강철에는 종종 Ti(티타늄) 또는 Nb(니오브)가 첨가되어 다음과 같은 문제를 방지합니다. 입계 부식.

이 등급의 강철은 강도 및 경도자성을 띠지 않습니다. 하지만 Cr13 스테인리스 스틸에 비해 가소성, 인성, 내식성이 뛰어납니다. 용액 처리를 통해 오스테나이트 스테인리스 스틸의 내식성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.