강철의 종류 – 강철의 분류

강철이란 무엇인가?
강철은 철의 합금이며, 주성분은 탄소입니다. 하지만, 탄소가 불순물로 간주되는 무격자강(IF강)이나 409형 페라이트 스테인리스강과 같은 일부 예외도 있습니다.

합금이란 무엇인가요?
기본 원소에 여러 가지 원소를 소량씩 혼합하면 그 결과물을 기본 원소의 합금이라고 합니다. 따라서 강철은 철의 합금입니다. 철이 강철의 기본 원소(주성분)이고 주요 합금 원소가 탄소이기 때문입니다. 망간, 규소, 니켈, 크롬, 몰리브덴, 바나듐, 티타늄, 니오븀, 알루미늄 등의 다른 원소들도 다양한 비율로 첨가되어 여러 등급(또는 종류)의 강철을 생산합니다.

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강철에는 어떤 종류가 있나요?
화학적 조성에 따라 강철은 네 가지(04) 기본 유형으로 분류할 수 있습니다.
● 탄소강
● 스테인리스 스틸
● 합금강
● 공구강

1. 탄소강:
탄소강은 산업계에서 가장 널리 사용되는 강철이며 전체 철강 생산량의 90% 이상을 차지합니다. 탄소강은 탄소 함량에 따라 세 가지 그룹으로 분류됩니다.
● 저탄소강/연강
● 중탄소강
● 고탄소강
탄소 함량은 아래 표에 나와 있습니다.

아니요.	탄소강의 종류	탄소 함량 비율
1	저탄소강/연강	최대 0.25%
2	중탄소강	0.25%~0.60%
3	고탄소강	0.60%~1.5%

2. 스테인리스 스틸:
스테인리스강은 최소 10.5%의 크롬을 함유하는 합금강입니다. 스테인리스강은 표면에 매우 얇은 Cr2O3 막(수동태 피막)이 형성되어 부식에 대한 저항성을 나타냅니다. 크롬 함량을 높이면 부식 저항성이 더욱 향상됩니다. 크롬 외에도 니켈과 몰리브덴을 첨가하여 원하는(또는 개선된) 특성을 부여하기도 합니다. 스테인리스강은 또한 다양한 비율의 탄소, 규소, 망간을 함유하고 있습니다.

스테인리스강은 다음과 같이 더 분류됩니다.
1. 페라이트계 스테인리스강
2. 마르텐사이트계 스테인리스강
3. 오스테나이트계 스테인리스강
4. 듀플렉스 스테인리스강
5. 석출경화형(PH) 스테인리스강

● 페라이트계 스테인리스강: 페라이트계 강은 체심 입방정계(BCC) 결정 구조를 가진 철-크롬 합금으로 구성됩니다. 일반적으로 자성을 띠며 열처리로는 경화되지 않지만 냉간 가공을 통해 강도를 높일 수 있습니다.
● 오스테나이트계 스테인리스강: 오스테나이트계 강은 내식성이 가장 뛰어납니다. 비자성이며 열처리가 필요하지 않습니다. 일반적으로 오스테나이트계 강은 용접성이 매우 우수합니다.
● 마르텐사이트계 스테인리스강: 마르텐사이트계 스테인리스강은 매우 강하고 인성이 뛰어나지만 다른 두 종류의 스테인리스강만큼 내식성이 좋지는 않습니다. 이 강종은 가공성이 우수하고 자성을 띠며 열처리가 가능합니다.
● 듀플렉스 스테인리스강: 듀플렉스 스테인리스강은 페라이트와 오스테나이트 스테인리스강 결정립으로 구성된 2상 미세구조(즉, 페라이트 + 오스테나이트)를 가지고 있습니다. 듀플렉스강은 오스테나이트강이나 페라이트강보다 강도가 약 두 배 높습니다.
● 석출경화형(PH) 스테인리스강: 석출경화형(PH) 스테인리스강은 석출경화로 인해 초고강도를 지닙니다.

3. 합금강
합금강에서는 용접성, 연성, 가공성, 강도, 경화성 및 내식성 등과 같은 원하는 (향상된) 특성을 얻기 위해 다양한 비율의 합금 원소가 사용됩니다. 가장 많이 사용되는 합금 원소와 그 효과는 다음과 같습니다.
● 망간 – 강도와 경도를 증가시키고, 연성과 용접성을 감소시킵니다.
● 실리콘 – 제철 공정에서 탈산제로 사용됩니다.
● 인 – 강철의 강도와 경도를 증가시키고 연성과 노치 충격 인성을 감소시킵니다.
● 황 – 연성, 노치 충격 인성 및 용접성을 저하시킵니다. 황화물 개재물 형태로 존재합니다.
● 구리 – 향상된 내식성.
● 니켈 – 강철의 경화성 및 충격 강도를 향상시킵니다.
● 몰리브덴 – 저합금강의 경화성을 높이고 크리프 저항성을 향상시킵니다.

4. 공구강
공구강은 탄소 함량이 높습니다(0.5%~1.5%). 탄소 함량이 높을수록 경도와 강도가 높아집니다. 이러한 강은 주로 공구와 금형을 만드는 데 사용됩니다. 공구강에는 내열성, 내마모성 및 내구성을 향상시키기 위해 텅스텐, 코발트, 몰리브덴, 바나듐 등의 금속이 다양한 비율로 첨가됩니다. 이러한 특성 덕분에 공구강은 절삭 및 드릴링 공구에 매우 적합합니다.

 

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