[기계재료 Day 5] 특수강(합금강)

1. 특수강(합금강)

 

특수강(합금강): 탄소강에 한가지 이상 원소 첨가하여 기계적 성질 향상

 

*특수강에 첨가하는 원소의 영향

 

Ni: 강인성, 내식성, 내산성, 담금질성 증대, 페라이트 조직 안정화, 저온취성 방지

Mn: 적열취성 방지, 탈산제

Cr: 경도증대, 4% 이상 함유시 단조성 떨어짐. 내식성 증가, 자경성 가장 우수

     * 자경성: 특수 원소 첨가하여 가열 후 공냉하여도 자연히 경화

     Cr, Ni, Mn이 가장 크고 W, Mo은 작다.

W: 고온강도, 경도 증가

Mo: 질량효과 감소, 뜨임메짐(취성)방지

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2. 구조용 특수강

 

1) 강인강: 인장강도 탄성한도, 연신율, 충격값 향상위해 Ni, Cr, Mn, Mo첨가

      용도: 크랭크축, 기어, 볼트, 너트, 키, 축

 

강인강의 종류

 

Cr 강: 경도 증대

SNC(Ni-Cr): 가장 널리 사용

SNCM(Ni-Cr-Mo): 가장 우수한 구조용 강

SCM(Cr-Mo): 담금질이 쉽고 용접성이 좋다.

 

Mn강

1) 저망간강(듀콜강): 펄라이트 조직

2) 고망간강(하드필드강): 오스테나이트 조직, 내충격성, 내마모성, 철도의 교차점

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2) 스프링강(SPS): 소르바이트 조직으로 경도가 높다.

 

스프링강의 종류

 

Si-Mn강: Si로 탈탄층이 나타나 피로파괴의 원인이 되므로 망간을 넣어 보완한다.

Cr-V강: 소형스프링 재료, 충격에 강하다.

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3) 쾌삭강: 절삭성 향상위해 S, Pb, P, Mn 첨가

             이때 S는 필히 첨가

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3. 공구용 특수강

 

1) 탄소공구강(고탄소강=STC): P, S 양 적은 것이 양질, 킬드강 열처리로 얻음.

                                       줄, 정, 펀치, 톱날의 재료

 

2) 합금공구강(STS): 탄소공구강 + Cr, W, V, Mo

 

3) 고속도강(SKH, HSS): W계와 Mo계로 구분. 가장 중요한 성질은 고온경도.

표준형(18-4-1고속도강): 0.8%C+(18%W-4%Cr-1%V)

 

4) 주조경질합금(스텔라이트): 주조한 상태로 연삭하여 사용하는 공구로 열처리 불필요

                                      W-Cr-Co-C

 

5) 초경합금: 금속탄화물을 Co분말과 혼합

 

6) 세라믹: 주성분 알루미나(Al2O3)

열전도율 낮아 고온에 강해 내화재로 사용

고온 경도 크고 충격에 약하다.

내마모, 내식, 내산화성

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4. 특수용도용 특수강

 

1) 스테인리스강(STS): 탄소공구강 + Cr, Ni

 

Cr계- F계 or M계

Cr-Ni계- A계(18%Cr+8%Ni): 18-8형 스테인리스강(석출경화형)

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2) 불변강: 온도가 변해도 선팽창계수, 탄성률이 변하지 않는다.

 

불변강의 종류

 

인바: Fe-Ni, 길이의 불변강          줄자(계측기기), 시계추

엘린바: Fe-Ni-Cr, 탄성의 불변강   고급시계

플래티나이트: Fe-Ni                  도입선

초인바: 인바보다 우수

코엘린바: 엘린바에 Co 첨가        스프링, 태엽