ASTM A513 Grade 1040 용접 강관 – 중탄소강 물성 및 성능

ASTM A513 Grade 1040 용접 강관 (As-Welded) 개요

ASTM A513 Grade 1040은 0.40% 탄소 중탄소강으로 제작된 전기저항 용접(ERW) 강관입니다. 어닐링이나 열처리 없이 용접 상태 그대로 공급되며, 기계 구조용, 자동차 부품, 유압 실린더 튜브, 롤러, 샤프트 등 가공 후 별도 열처리(정규화, 퀜칭&템퍼링) 예정인 부품의 소재로 널리 사용됩니다. 용접부는 플래시 제거 후 별도 열처리 없이 공급되나, 중요 용도에서는 용접 후 정규화 처리를 지정할 수 있습니다.

일반 물성

특성	온도	값	비고
밀도	23.0 °C	7.8 ~ 7.9 g/cm³	중탄소강 일반적 값

기계적 물성 (상온, 23°C) - 용접 상태

특성	값	비고
탄성 계수 (Elastic Modulus)	200 ~ 215 GPa	중탄소강 일반적 값
연신율 A50 (Elongation)	10 %
로크웰 B 경도 (Hardness, Rockwell B)	75 HRB
푸아송 비 (Poisson's Ratio)	0.29	중탄소강 일반적 값
전단 계수 (Shear Modulus)	75 ~ 80 GPa	탄소강 일반적 값
인장 강도 (Tensile Strength)	645 MPa
항복 강도 (Yield Strength)	345 MPa

열적 물성

특성	온도	값	비고
열팽창 계수	23.0 °C	1.32 × 10⁻⁵ 1/K	중탄소강 일반적 값
최대 사용 온도	-	500 °C	탄소강 일반적 값
용융점	-	1,380 ~ 1,514 °C	중탄소강 일반적 값
비열 용량	23.0 °C	470 ~ 520 J/(kg·K)	중탄소강 일반적 값
열전도율	23.0 °C	21 ~ 52 W/(m·K)	중탄소강 일반적 값

전기적 물성

특성	온도	값	비고
전기 저항률	23.0 °C	1.43 ~ 1.74 × 10⁻⁷ Ω·m	탄소강 일반적 값

화학 성분 (중량 %, ASTM A513 / SAE 1040 기준)

원소	함량
탄소 (C)	0.37 ~ 0.44 %
망간 (Mn)	0.60 ~ 0.90 %
인 (P)	최대 0.04 %
황 (S)	최대 0.05 %

후열처리 가이드 및 용도별 선정

As-welded 1040 강관은 가공 후 다음과 같은 열처리를 통해 목표 물성을 확보합니다:

• 정규화 (Normalizing, 870~900°C 공냉): 인장 620~760 MPa, 항복 350~450 MPa, 경도 180~230 HB, 조직 균질화
• 퀜칭 & 템퍼링 (850~880°C 수냉/유냉 + 550~650°C 템퍼링): 인장 850~1,100 MPa, 항복 650~900 MPa, 우수한 강도-인성 균형
• 고주파 표면 경화: 표면 경도 50~60 HRC, 심부 인성 유지, 내마모 부품(캠, 기어, 핀)에 적용

용접부 품질이 중요한 경우(유압 실린더, 압력 용기), 용접 후 정규화 또는 풀림 처리를 필수로 지정해야 하며, 비파괴 검사(UT, RT)로 용접부 건전성을 확인해야 합니다.