금속
산업 제조
주강은 최대 탄소 함량이 약 0.75%인 철 합금입니다. 강철 주물은 주형 내의 빈 공간을 액체 강철로 채워서 생산되는 단단한 금속 물체입니다. 그들은 단조 금속으로 생산할 수 있는 동일한 탄소강 및 합금강에서 사용할 수 있습니다. 주강의 기계적 특성은 일반적으로 연강보다 낮지만 화학적 조성은 동일합니다. 주강은 더 적은 단계로 복잡한 모양을 형성할 수 있어 이러한 단점을 보완합니다.
주강은 다양한 특성으로 생산할 수 있습니다. 주강의 물성은 화학적 조성과 열처리에 따라 크게 변한다. 의도한 애플리케이션의 성능 요구 사항과 일치하도록 선택됩니다.
주강의 화학적 조성은 성능 특성에 상당한 영향을 미치며 종종 강을 분류하거나 표준 명칭을 지정하는 데 사용됩니다. 주강은 탄소 주강과 합금 주강의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
단조강과 마찬가지로 탄소 주강도 탄소 함량에 따라 분류할 수 있습니다. 저탄소 주강(0.2% 탄소)은 비교적 부드럽고 쉽게 열처리되지 않습니다. 중간 탄소 주강(0.2-0.5% 탄소)은 다소 단단하고 열처리에 의해 강화될 수 있습니다. 고탄소 주강(0.5% 탄소)은 최대 경도와 내마모성을 원할 때 사용됩니다.
합금 주강은 저합금 또는 고합금으로 분류됩니다. 저합금 주강(합금 함량 ≤ 8%)은 일반 탄소강과 유사하게 거동하지만 더 높은 경화성을 가지고 있습니다. 고합금 주강(> 8% 합금 함량)은 내식성, 내열성 또는 내마모성과 같은 특정 특성을 생성하도록 설계되었습니다.
일반적인 고합금강에는 스테인리스강(> 10.5% 크롬)과 Hadfield의 망간강(11–15% 망간)이 포함됩니다. 산소에 노출되면 산화크롬의 보호층을 형성하는 크롬을 첨가하여 스테인리스강에 우수한 내식성을 부여합니다. Hadfield 강철의 망간 함량은 높은 강도와 힘든 작업 시 내마모성을 제공합니다.
| ASTM | 화학적 요구사항 | 인장 요구사항 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 강철 등급 | 탄소 | 망간 | 실리콘 | 황 | 인 | 인장 강도 | 수익률 포인트 | 2인치의 신장률 | 면적 축소 |
| 최대 %/범위 | 최소 ksi [Mpa] / 범위 | 최소 % | |||||||
| ASTM A27 / A27M | |||||||||
| ASTM A27, N-1학년 | 0.25 | 0.75 | 0.80 | 0.06 | 0.05 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 |
| ASTM A27, N-2 학년 | 0.35 | 0.60 | 0.80 | 0.06 | 0.05 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 |
| ASTM A27, U60-30학년 | 0.25 | 0.75 | 0.80 | 0.06 | 0.05 | 60 [415] | 30 [205] | 22 | 30 |
| ASTM A27, 60-30학년 | 0.30 | 0.60 | 0.80 | 0.06 | 0.05 | 60 [415] | 30 [205] | 24 | 35 |
| ASTM A27, 65-35학년 | 0.30 | 0.70 | 0.80 | 0.06 | 0.05 | 65 [450] | 35 [240] | 24 | 35 |
| ASTM A27, 70-36학년 | 0.35 | 0.70 | 0.80 | 0.06 | 0.05 | 70 [485] | 36 [250] | 22 | 30 |
| ASTM A27, 70-40학년 | 0.25 | 1.20 | 0.80 | 0.06 | 0.05 | 70 [485] | 40 [275] | 22 | 30 |
| ASTM A148 / A148M | |||||||||
| ASTM A148, 80-40학년 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 | 0.06 | 0.05 | 80 [550] | 40 [275] | 18 | 30 |
| ASTM A148, 80-50학년 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 | 0.06 | 0.05 | 80 [550] | 50 [345] | 22 | 35 |
| ASTM A148, 90-60학년 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 | 해당 사항 없음 | 0.06 | 0.05 | 90 [620] | 60 [415] | 20 | 40 |
| ASTM A216 / A216M | |||||||||
| ASTM A216, WCA 학년 | 0.25 | 0.70 | 0.60 | 0.045 | 0.04 | 60-85 [415-585] | 30 [205] | 24 | 35 |
| ASTM A216, WCB 등급 | 0.30 | 1.00 | 0.60 | 0.045 | 0.04 | 70-95 [485-655] | 36 [250] | 22 | 35 |
| ASTM A216, WCC 등급 | 0.25 | 1.20 | 0.60 | 0.045 | 0.04 | 70-95 [485-655] | 40 [275] | 22 | 35 |
강종은 ASTM International, American Iron and Steel Institute, Society of Automotive Engineers와 같은 표준 조직에서 특정 화학 조성과 결과적인 물리적 특성으로 강을 분류하기 위해 만들어졌습니다. 주조소는 특정 속성에 대한 사용자 요구를 충족하거나 특정 생산 등급을 표준화하기 위해 자체 내부 등급의 강철을 개발할 수 있습니다.
연강에 대한 사양은 주요 합금 원소에 따라 다양한 주조 합금을 분류하는 데 자주 사용되었습니다. 그러나 주강은 반드시 연강 조성을 따르지 않습니다. 규소 및 망간 함량은 단조 등가물에 비해 주강에서 종종 더 높습니다. 합금 주강은 주로 높은 수준의 규소 및 망간 외에도 주조 공정 중 탈산을 위해 알루미늄, 티타늄 및 지르코늄을 사용합니다. 알루미늄은 효율성과 상대적으로 저렴한 비용으로 인해 주로 탈산제로 사용됩니다.
강철을 주조하는 관행은 다른 금속을 주조하는 것보다 훨씬 늦은 1750년대 후반으로 거슬러 올라갑니다. 철강의 높은 융점과 금속을 녹이고 가공할 수 있는 기술의 부족은 철강 주조 산업의 발전을 지연시켰습니다. 이러한 문제는 용광로 기술의 발전으로 극복되었습니다.
용광로는 용융될 재료인 "충전물"을 포함하고 용융 에너지를 제공하는 내화 라이닝된 용기입니다. 현대 철강 주조 공장에는 전기 아크와 인덕션의 두 가지 용광로 유형이 사용됩니다.
전기 아크로는 흑연 전극 사이의 전기 아크를 통해 "열"이라고 하는 금속 배치를 녹입니다. 전하는 전극 사이를 직접 통과하여 진행 중인 방전으로 인한 열 에너지에 노출됩니다.
전기로는 탭 투 탭 작동 주기를 따릅니다.
이 공정의 다양한 단계에서 강철을 더 탈산화하고 주입하기 전에 금속에서 슬래그를 제거하기 위해 연속적인 추가 단계가 종종 수행됩니다. 연장된 탭아웃 동안 합금 고갈을 설명하기 위해 강철의 화학적 성질을 조정해야 할 수도 있습니다.
유도로는 열에너지가 유도에 의해 전달되는 전기로입니다. 구리 코일이 비전도성 전하 용기를 둘러싸고 교류가 코일을 통해 흐르게 하여 전하 내에서 전자기 유도를 생성합니다.
유도로는 대부분의 금속을 녹일 수 있으며 최소한의 용융 손실로 작동할 수 있습니다. 단점은 금속의 정제가 거의 불가능하다는 것입니다. 강철은 전기로와 달리 변형이 불가능합니다.
현대 철강 주조 공장은 주조 생산의 비용과 환경적 영향을 줄이기 위해 재활용된 철 스크랩을 자주 사용합니다. 구형 자동차, 기계 부품 및 이와 유사한 품목은 분리되어 크기가 조정되어 스크랩으로 주조 공장에 배송됩니다. 이는 주조 과정에서 발생하는 내부 스크랩과 결합되고 다양한 합금 원소와 결합하여 용해로를 장입합니다.
주물이 응고되어 금형에서 분리되어 세척된 후 적절한 열처리를 통해 주강의 물성이 발현됩니다.
강철 주물은 치수 정확도, 주조 표면 마감 상태 및 내부 건전성과 같은 특정 물리적 특성을 확인하기 위해 종종 검사를 받습니다. 또한 화학 성분도 검사해야 합니다. 화학 성분은 재료에 첨가된 소량의 합금 원소에 의해 크게 영향을 받습니다. 주강 합금은 화학적 조성의 변화에 민감하므로 주조 전에 정확한 화학적 조성을 확인하기 위해 화학적 분석이 필요합니다. 소량의 용융 금속 샘플을 금형에 붓고 분석합니다.
치수 검사는 생산된 주물이 고객의 치수 요구 사항과 가공 허용 오차를 포함한 공차를 충족하는지 확인하기 위해 수행됩니다. 내부 치수를 측정하기 위해 샘플 주물을 파괴해야 하는 경우가 있습니다.
주물 표면 마감 검사는 주물의 미적 외관을 조사하기 위해 사용됩니다. 그들은 시각적으로 분명하지 않을 수 있는 주물의 표면과 하부 표면의 결함을 찾습니다. 강철 주물의 표면 마감은 패턴의 유형, 주물사, 사용된 주물 코팅, 주물의 무게 및 세척 방법에 따라 영향을 받을 수 있습니다.
모든 주물에는 일정 수준의 결함이 있으며 건전성 사양은 허용 가능한 결함 임계값을 결정합니다. 최대 허용 결함 수준의 초과 사양은 더 높은 스크랩 비율과 더 높은 주조 비용으로 이어질 것입니다. 최대 허용 결함 수준의 과소 사양은 실패로 이어질 수 있습니다.
강철 주물에서 발생하는 세 가지 일반적인 내부 결함은 다음과 같습니다.
주강의 화학분석은 일반적으로 습식화학분석법 또는 분광화학법으로 수행된다. 습식 화학 분석은 작은 표본의 구성을 결정하거나 생산 후 제품 분석을 확인하는 데 가장 자주 사용됩니다. 대조적으로, 분광계를 사용한 분석은 바쁜 생산 파운드리 환경에서 더 큰 샘플의 화학적 조성을 일상적이고 신속하게 측정하는 데 적합합니다. 주조 공장은 열 및 제품 수준 모두에서 화학 분석을 수행할 수 있습니다.
열 분석 중에 액체 주강의 작은 샘플을 용광로에서 올려서 응고시킨 다음 분광 화학 분석을 사용하여 화학 성분을 분석합니다. 합금 성분의 구성이 정확하지 않은 경우 주조 전에 용광로 또는 국자에서 신속하게 조정할 수 있습니다. 일단 정확하면 열 분석은 일반적으로 금속의 전체 열 구성을 정확하게 나타내는 것으로 간주됩니다. 그러나 합금원소의 편석과 강철의 열을 발산하는 데 걸리는 시간으로 인해 화학적 조성의 변화가 예상됩니다. 붓는 과정에서 특정 원소의 산화가 일어날 수 있습니다.
제품 분석은 특정 화학 분석 검증을 위해 수행됩니다. 붓는 개별 주물의 구성이 해당 사양과 완전히 일치하지 않을 수 있기 때문입니다. 이것은 열 분석이 정확한 강철 열에서 제품을 부은 경우에도 발생할 수 있습니다. 산업 관행 및 표준에 따라 열 분석과 제품 분석 간에 약간의 차이가 허용됩니다.
탄소강 및 합금강 주물은 주강의 조성과 열처리를 변경하여 다양한 기계적 특성을 얻을 수 있습니다. 주조 공장은 전문 테스트 방법을 활용하여 제품 완성 전에 기계적 특성을 확인합니다.
주강 시험과 관련하여 업계에서 사용되는 두 가지 유형의 시험, 즉 파괴 및 비파괴 시험이 있습니다. 파괴 테스트 부품의 내부 건전성을 시각적으로 확인하기 위해 테스트 주물을 파괴해야 합니다. 이 방법은 테스트한 부품의 상태에 대한 정보만 제공하며 다른 부품이 제대로 작동하는지 보장하지 않습니다. 비파괴 테스트 주물 자체를 손상시키지 않고 주물의 내외부 건전성을 검증하기 위해 사용됩니다. 캐스팅이 테스트를 통과하면 의도한 용도에 사용할 수 있습니다.
강철 주물의 인장 특성은 느린 하중 조건에서 하중을 견딜 수 있는 주물의 능력을 나타냅니다. 인장 특성은 파손될 때까지 인장 하중(인장 막대의 양쪽 끝에 가해지는 인장력)을 받는 대표적인 주조 샘플을 사용하여 측정됩니다. 파손 시 인장 특성을 검사합니다.
속성
설명
인장 강도
장력이 가해지거나 인장 하중이 가해질 때 주물을 파괴하는 데 필요한 응력입니다.
항복 강도
주물이 인장 상태에서 항복하거나 늘어나기 시작하고 소성 변형을 나타내는 지점입니다.
연신율(%)
연성 측정 또는 소성 변형에 대한 주물의 능력입니다.
면적 감소(%)
주물의 연성을 측정하는 이차적 척도입니다.
인장봉의 원래 단면적과 인장파괴 후 가장 작은 단면적의 차이를 보여줍니다.
굽힘 속성은 핀 주위에서 특정 각도로 구부러진 직사각형 대표 샘플을 사용하여 주물의 연성을 식별합니다. 결과적으로 구부러진 막대는 불쾌한 균열을 확인하기 위해 관찰됩니다.
충격 특성은 표준 노치가 있는 샘플을 파괴하는 데 필요한 에너지를 테스트한 결과 인성을 측정한 것입니다. 샘플을 부수는 데 더 많은 에너지가 필요할수록 주조 재료는 더 단단해집니다.
경도는 압입 테스트를 사용하여 관통에 대한 주물의 저항을 측정한 것입니다. 주강의 내마모성과 내마모성을 나타내는 특성입니다. 경도 테스트는 또한 생산 환경에서 인장 강도 표시를 테스트하는 쉽고 일상적인 방법을 제공할 수 있습니다. 경도 스케일 테스트 결과는 일반적으로 인장 강도 특성과 밀접한 관련이 있습니다.
Reliance Foundry는 고객과 협력하여 각 맞춤형 주조에 대한 최상의 물리적 및 화학적 특성, 열처리 및 테스트 방법을 결정합니다. 우리의 주조 서비스가 귀하의 프로젝트 요구 사항에 어떻게 부합하는지에 대한 자세한 정보를 얻으려면 견적을 요청하십시오.
금속
SKD11 다이스틸은 일본의 공구강입니다. 재료 열처리 경도:hrc58-60 SKD11은 일종의 고탄소 및 고크롬 합금 공구강입니다. 열처리 후 높은 경도, 연삭성, 강한 경화성 및 우수한 치수 안정성을 갖습니다. 좋은 기계 가공성, 미세하고 균일한 탄화물 입자, 화학 원소인 몰리브덴과 바나듐의 특수 첨가로 인해 담금질 균열에 대해 걱정할 필요가 없습니다. SKD11 특정 성능 A) 고온 강도 및 인성, 우수한 내마모성, 쉬운 절단; B) 강도, 인성 및 내열성 균형이 우수한 냉간 가공 다이 강, 다) 진공 탈기 정제를
오늘날 로봇 용접을 사용하는 여러 금속 산업이 있으며 철강 및 건설 산업도 다르지 않습니다. 그러나 항상 그런 것은 아닙니다. 지난 20년 동안 업계는 더 높은 용착률, 고품질 마감 용접, 작업자 오류 감소로 인해 수동 용접기에서 로봇 용접 셀로 전환했습니다. 한 건설 회사인 ConXtech는 2000년에 로봇 용접 셀을 사용하여 강철 프레임을 사용하는 중층 주거용 구조물을 건설하기로 결정했습니다. Fanuc 및 Lincoln Electric 제품은 상단 및 하단 플랜지의 완전 관통 용접과 빔의 웨브 및 플랜지 후면의 필렛 용접