판금의 12가지 기계적 특성: 엔지니어와 제작자를 위한 필수 요소
판금이 엔지니어링 분야에서 그토록 다양한 용도로 활용되는 이유가 궁금한 적이 있나요? 이 기사에서는 판금의 재료 특성, 제조 공정 및 디자인에 대해 자세히 알아보고 판금의 매력적인 세계를 탐구합니다....
다양한 금속의 기계적 성질에 대해 궁금한 적이 있나요? 이 글에서는 다양한 철 및 비철 금속의 전단 강도, 인장 강도 및 기타 주요 특성에 대해 자세히 살펴봅니다. 숙련된 엔지니어와 야금학자의 인사이트를 통해 지식을 넓히고 프로젝트에 사용할 금속을 선택할 때 보다 현명한 결정을 내릴 수 있습니다.
독자들의 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 철 및 비철 금속에 대한 기계적 특성 표를 개발했습니다.
관련 읽기: 철과 비철 금속
| 재료 | 등급 | 재료 상태 | Shear 강도 τ (MPa) | 장력 강도 σb (MPa) | 신장 σs (%) | 수율 강도 δ (MPa) | Elastic 모듈러스 Е (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 전기 기술자용 산업용 순철 C>0.025 | DT1 DT2 DT3 | 어닐링 | 180 | 230 | 26 | - | |
| 전기 실리콘 스틸 | D11 D12 D21 D31 D32 D370 D310~340 S41~48 | 어닐링 | 190 | 230 | 26 | - | |
| 일반 탄소강 | Q195 | 미가공 | 260~320 | 315~390 | 28~33 | 195 | |
| Q215 | 270~340 | 335~410 | 26~31 | 215 | |||
| Q235 | 310~380 | 375~460 | 21~26 | 235 | |||
| Q255 | 340~420 | 410~510 | 19~24 | 255 | |||
| Q275 | 400~500 | 490~610 | 15~20 | 275 | |||
| 탄소 공구강 | 08F | 어닐링 | 220~310 | 280~390 | 32 | 180 | |
| 10F | 260~360 | 330~450 | 32 | 200 | 190000 | ||
| 15F | 220~340 | 280~420 | 30 | 190 | |||
| 08 | 260~340 | 300~440 | 29 | 210 | 198000 | ||
| 10 | 250~370 | 320~460 | 28 | - | |||
| 15 | 270~380 | 340~480 | 26 | 280 | 202000 | ||
| 20 | - | 280~400 | 360~510 | 35 | 250 | 21000 | |
| 25 | 320~440 | 400~550 | 34 | 280 | 202000 | ||
| 30 | 360~480 | 450~600 | 22 | 300 | 201000 | ||
| 35 | 400~520 | 500~650 | 20 | 320 | 201000 | ||
| 40 | 420~540 | 520~670 | 18 | 340 | 213500 | ||
| 45 | 440~560 | 550~700 | 16 | 360 | 204000 | ||
| 50 | 정규화 | 440~580 | 550~730 | 14 | 380 | 220000 | |
| 55 | 550 | ≥670 | 43 | 390 | - | ||
| 60 | 550 | ≥700 | 12 | 410 | 208000 | ||
| 65 | 600 | ≥730 | 10 | 420 | - | ||
| 70 | 600 | ≥760 | 9 | 430 | 210000 | ||
| T7~T12 T7A~T12A | 어닐링 | 600 | 750 | 10 | - | - | |
| T8A | 냉간 경화 | 600~950 | 750~1200 | - | - | - | |
| 고품질 탄소강 | 10Mn | 어닐링 | 320~460 | 400~580 | 22 | 230 | 211000 |
| 65Mn | 600 | 750 | 12 | 400 | 21000 | ||
| 합금 구조용 강철 | 25CrMnSiA 25CrMnSi | 저온 어닐링 | 400~560 | 500~700 | 18 | 950 | - |
| 30CrMnSiA 30CrMnSi | 440~600 | 550~750 | 16 | 1450 850 | - | ||
| 고품질 스프링 스틸 | 60Si2Mn 60Si2MnA 65SiWA | 저온 어닐링 | 720 | 900 | 10 | 1200 | 200000 |
| 냉간 경화 | 640~960 | 800~1200 | 10 | 1400 1600 | - | ||
| 스테인리스 스틸 | 1Cr13 | 어닐링 | 320~380 | 400~470 | 21 | 420 | 210000 |
| 2Cr13 | 320~400 | 400~500 | 20 | 450 | 210000 | ||
| 3Cr13 | 400~480 | 500~600 | 18 | 480 | 210000 | ||
| 4Cr13 | 400~480 | 500~600 | 15 | 500 | 210000 | ||
| 1Cr18Ni19 2Cr18Ni19 | 열처리 | 460~520 | 580~640 | 35 | 200 | 200000 | |
| 압연, 냉간 경화 | 800~880 | 1000~1100 | 38 | 220 | 200000 | ||
| 1Cr18Ni9Ti | 열처리 연화 | 430~550 | 540~700 | 40 | 200 | 200000 |
| 강철 등급 | 난방 온도 ℃ | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
| Q195, Q215, 08, 15 | 360 | 320 | 200 | 110 | 60 | 30 |
| Q235, Q255, 20, 25 | 450 | 450 | 240 | 130 | 90 | 60 |
| Q275, 30, 35 | 530 | 520 | 330 | 160 | 90 | 70 |
| 40, 45, 50 | 600 | 580 | 380 | 190 | 90 | 70 |
참고: 재료의 전단 강도를 결정할 때는 일반적으로 가열 온도보다 150~200℃ 낮은 스탬핑 온도를 고려하는 것이 중요합니다.
| 재료 | 등급 | 재료 상태 | 전단 강도 τ (MPa) | 인장 강도 σb (MPa) | 연신율 σs (%) | 수율 강도 δ (MPa) | Elastic 모듈러스 Е (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 알루미늄 | 1070A 1050A 1200 | Annealed | 80 | 75～110 | 25 | 50～80 | 72000 |
| 냉간 경화 | 100 | 120～150 | 4 | 120～240 | |||
| 알루미늄 망간 합금 | 3A21 | Annealed | 70～100 | 110～145 | 19 | 50 | 71000 |
| 반 저온 경화 | 100～140 | 155～200 | 13 | 130 | |||
| 알루미늄-마그네슘 합금 알루미늄-마그네슘-구리 합금 | SA02 | Annealed | 130～160 | 180～230 | - | 100 | 70000 |
| 반 저온 경화 | 160～200 | 230～280 | 210 | ||||
| 고강도 알루미늄-마그네슘-구리 합금 | 7A04 | Annealed | 170 | 250 | - | - | - |
| 경화 및 인위적 숙성 | 350 | 500 | 460 | 70000 | |||
| 마그네슘-망간 합금 | MB1 MB8 | Annealed | 120～140 | 170～190 | 3～5 | 98 | 43600 |
| Annealed | 170～190 | 220～230 | 12～24 | 140 | 40000 | ||
| 냉간 경화 | 190～200 | 240～250 | 8～10 | 160 | |||
| 견고한 알루미늄 | 2Al12 | Annealed | 105～150 | 150～215 | 12 | - | - |
| 자연 노화로 더욱 단단해짐 | 280～310 | 400～440 | 15 | 368 | 72000 | ||
| 경화 후 냉간 경화 | 280～320 | 400～460 | 10 | 340 | |||
| 순수 구리 | T1 T2 T3 | 소프트 | 160 | 200 | 30 | 70 | 108000 |
| 하드 | 240 | 300 | 3 | 380 | 130000 | ||
| 황동 | H62 | 소프트 | 260 | 300 | 35 | 380 | 100000 |
| 세미 하드 | 300 | 380 | 20 | 200 | - | ||
| 하드 | 420 | 420 | 10 | 480 | - | ||
| 황동 | H68 | 소프트 | 240 | 300 | 40 | 100 | 110000 |
| 세미 하드 | 280 | 350 | 25 | - | |||
| 하드 | 400 | 400 | 15 | 250 | 115000 | ||
| 납 황동 | HPb59-1 | 소프트 | 300 | 350 | 25 | 142 | 93000 |
| 하드 | 400 | 450 | 5 | 420 | 105000 | ||
| 망간 황동 | HMn58-2 | 소프트 | 340 | 390 | 25 | 170 | 100000 |
| 세미 하드 | 400 | 450 | 15 | - | |||
| 하드 | 520 | 600 | 5 | ||||
| 주석-인 청동 주석-아연-청동 | QSn4-4-2.5 QSn4-3 | 소프트 | 260 | 300 | 38 | 140 | 100000 |
| 하드 | 480 | 550 | 3～5 | ||||
| 매우 어려움 | 500 | 650 | 1～2 | 546 | 124000 | ||
| 알루미늄 브론즈 | QAl17 | Annealed | 520 | 600 | 10 | 186 | - |
| 정렬되지 않음 | 560 | 650 | 5 | 250 | 115000～130000 | ||
| 알루미늄 망간 청동 | QAl9-2 | 소프트 | 360 | 450 | 18 | 300 | 92000 |
| 하드 | 480 | 600 | 5 | 500 | - | ||
| 실리콘-망간 청동 | QBi3-1 | 소프트 | 280～300 | 350～380 | 40～45 | 239 | 120000 |
| 하드 | 480～520 | 600～650 | 3～5 | 540 | - | ||
| 매우 어려움 | 560～600 | 700～750 | 1～2 | - | - | ||
| 베릴륨 브론즈 | QBe2 | 소프트 | 240～480 | 300～600 | 30 | 250～350 | 117000 |
| 하드 | 520 | 660 | 2 | 1280 | 132000～141000 | ||
| 큐프로 니켈 | B19 | 소프트 | 240 | 300 | 25 | - | - |
| 하드 | 360 | 450 | 3 | ||||
| 니켈 실버 | BZn15-20 | 소프트 | 280 | 350 | 35 | 207 | - |
| 하드 | 400 | 550 | 1 | 486 | 126000～140000 | ||
| 매우 어려움 | 520 | 650 | - | ||||
| 니켈 | Ni-3～Ni-5 | 소프트 | 350 | 400 | 35 | 70 | - |
| 하드 | 470 | 550 | 2 | 210 | 210000～230000 | ||
| 독일 실버 | BZn15-20 | 소프트 | 300 | 350 | 35 | - | - |
| 하드 | 480 | 550 | 1 | ||||
| 매우 어려움 | 560 | 650 | 1 | ||||
| 아연 | Zn-3～Zn-6 | - | 120～200 | 140～230 | 40 | 75 | 80000～130000 |
| Lead | 납-3～납-6 | - | 20～30 | 25～40 | 40～50 | 5～10 | 15000～17000 |
| Tin | Sn1～Sn4 | - | 30～40 | 40～50 | - | 12 | 41500～55000 |
| 티타늄 합금 | TA2 | Annealed | 360～480 | 450～600 | 25～30 | - | - |
| TA3 | 440～600 | 550～750 | 20～25 | ||||
| TA5 | 640～680 | 800～850 | 15 | 800～900 | 104000 | ||
| 마그네슘 합금 | MB1 | 콜드 상태 | 120～140 | 170～190 | 3～5 | 120 | 40000 |
| MB8 | 150～180 | 230～240 | 14～15 | 220 | 41000 | ||
| MB1 | 300°C 예열 | 30～50 | 30～50 | 50～52 | - | 40000 | |
| MB8 | 50～70 | 50～70 | 58～62 | - | 41000 | ||
| 실버 | - | - | - | 180 | 50 | 30 | 81000 |
| 대체 가능한 합금 | Ni29Co18 | - | 400～500 | 500～600 | - | - | - |
| 구리 콘스탄탄 | BMn40-1.5 | 소프트 | - | 400～600 | - | - | - |
| 하드 | - | 650 | - | - | - | ||
| 텅스텐 | - | Annealed | - | 720 | 0 | 700 | 312000 |
| 정렬되지 않음 | - | 1491 | 1～4 | 800 | 380000 | ||
| 몰리브덴 | - | Annealed | 20～30 | 1400 | 20～25 | 385 | 280000 |
| 정렬되지 않음 | 32～34 | 1600 | 2～5 | 595 | 300000 |
다음은 다양한 금속에 대한 전단 강도 정보입니다:
비철금속에 대한 전단 강도 정보는 "금속 기계적 특성 Chart"를 참조하세요:
이 포괄적인 목록은 광범위한 금속을 다루며 전단 강도가 중요한 요소인 응용 분야에 필수적인 정보를 제공합니다. 이 정보는 엔지니어와 설계자가 전단 강도 요구 사항에 따라 다양한 응용 분야에 적합한 재료를 선택하는 데 매우 중요합니다.
강철 전단 강도 시험에 대한 국제 표준은 ASTM과 ISO 시리즈를 포함합니다. 미국에서는 ASTMB831, D732, D4255, D5379, D7078 등 전단 강도 측정에 사용되는 여러 ASTM 표준이 있습니다. 국제적으로 ISO 전단 강도 테스트 표준에는 ISO3597, 12579, 14130이 있습니다. 또한 강철에 특화된 ISO 10123 표준도 있습니다.
따라서 강철 전단 강도 시험의 주요 국제 표준은 ASTM 및 ISO 시리즈 내의 관련 표준입니다.
실제 적용에서 45# 강철과 Q235 강철의 전단 강도의 차이와 그 원인은 주로 화학 성분, 기계적 특성 및 적용 가능한 시나리오에 반영됩니다.
첫째, 화학적 조성 측면에서 Q235강은 탄소 함량이 약 0.2%인 저탄소강인 반면 45#강은 탄소 함량이 약 0.45%인 중탄소강입니다. 이러한 화학 성분의 차이는 두 종류의 강철의 성능 차이로 이어집니다.
둘째, 기계적 특성과 관련하여 Q235 강철의 항복 강도는 약 235MPa인 반면 45# 강철의 항복 강도는 더 높아 최대 355MPa에 이릅니다. 이는 45# 강철이 미세한 소성 변형에 대한 저항력이 더 강해 강도와 경도가 더 높다는 것을 의미합니다. 또한 Q235 강철의 허용 전단 응력은 98MPa인 반면, Q235 소재의 전단 강도 범위는 141~188MPa로 Q235 강철의 전단 성능이 상대적으로 약하다는 것을 알 수 있습니다.
마지막으로 45# 강재는 담금질을 통해 열처리 후 강도와 경도를 높일 수 있기 때문에 기계 부품 제조와 같이 높은 하중 지지력과 우수한 내마모성이 요구되는 상황에 더 적합합니다. 반면, 가소성이 높고 강도가 낮은 Q235강은 프로파일, 판재 등을 만드는 것과 같은 연신, 압연 가공에 더 적합합니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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