JIS G3445 STKM19A 강관 - 고연성 저탄소강 구조관 완벽 분석
JIS G3445 STKM19A 강관 개요
STKM19A는 JIS G3445 기계 구조용 탄소강 강관 시리즈 중 **고연성(High Ductility)** 특성을 강조한 등급입니다. 인장 강도 490MPa, 항복 강도 315MPa로 중간 강도를 유지하면서 **신율 8~23%**의 우수한 연성을 확보하여, 복잡한 형상 가공(벤딩, 플레어링, 확대/축관)이나 충돌 에너지 흡수가 요구되는 구조 부품에 최적화된 소재입니다.
화학 성분 (JIS G3445)
| 원소 |
기준치 (질량%) |
| 탄소 (C) | 0.19 이하 |
| 실리콘 (Si) | 0.35 이하 |
| 망간 (Mn) | 0.60 ~ 1.00 |
| 인 (P) | 0.040 이하 |
| 황 (S) | 0.040 이하 |
설계 의도: 탄소 0.19% 상한과 망간 1.00% 상한으로 강도 확보, 낮은 탄소당량으로 우수한 용접성과 연성 동시 달성.
기계적 물성 (23°C)
| 항목 |
단위 |
규격 값 |
특징 |
| 인장 강도 | MPa | 490 이상 | 중간 강도 |
| 항복 강도 | MPa | 315 이상 | 성형성 확보 수준 |
| 신율 (A5) | % | 8 ~ 23 | STKM 시리즈 중 최고 연성 |
| 탄성 계수 | GPa | 200 ~ 215 | 통상값 |
| 전단 계수 | GPa | 82 | 통상값 |
| 푸아송 비 | - | 0.29 | 통상값 |
물리적/열적 특성 (STKM 공통)
| 특성 |
단위 |
값 |
비고 |
| 밀도 | g/cm³ | 7.8 ~ 7.9 | 23°C |
| 열전도율 | W/(m·K) | 25 ~ 93 | 23°C |
| 비열 용량 | J/(kg·K) | 465 | 23°C |
| 열팽창 계수 | 1/K | 1.32E-5 ~ 1.38E-5 | 23°C |
| 최대 사용 온도 | °C | 500 | |
| 융점 | °C | 1480 ~ 1526 | |
| 전기 저항률 | Ω·m | 1.43E-7 ~ 1.74E-7 | 23°C |
| 퀴리 온도 | °C | 770 | |
치수 범위
- 벽두께: 1 ~ 8 mm
- 외경: JIS G3445 표준 범위 내 (일반 10.5mm ~ 254mm)
- 공차: JIS G3445 표 2, 표 3 준용
STKM19A vs STKM19C vs STKM15C - 고강도/고연성 등급 비교
| 비교 항목 |
STKM19A (고연성) |
STKM19C (고강도+연성) |
STKM15C (고강도) |
| 인장 강도 (MPa) | ≥490 | ≥550 | ≥580 |
| 항복 강도 (MPa) | ≥315 | ≥410 | ≥430 |
| 신율 A5 (%) | 8~23 | 1~15 | 1~12 |
| 탄소 상한 (%) | 0.19 | 0.19 | 0.18 |
| 망간 범위 (%) | 0.60~1.00 | 0.60~1.00 | 0.60~0.90 |
| 탄소당량 (Ceq) | ~0.35 (낮음) | ~0.38 | ~0.36 |
| 용접성 | 최우수 | 우수 | 양호 |
| 냉간 성형성 | 최우수 | 우수 | 보통 |
| 주 용도 | 프레임, 롤케이지, 배관 | 구조관, 유압튜브 | 고하중 부품, 실린더 |
STKM19A 최적 적용 분야
- 자동차 차체/프레임: 사이드 멤버, 크로스 멤버, 롤 케이지, 범퍼 빔 (충돌 에너지 흡수)
- 복잡 형상 벤딩 부품: 머플러/배기계 곡관, 연료/브레이크 라인, 시트 레일
- 확관/축관 가공 부품: 유압 피팅 단부, 플레어 조인트, 볼 조인트 하우징
- 일반 기계 구조: 컨베이어 프레임, 지지대, 안전 난간, 스캐폴드 파이프
- 가구/레저: 자전거 프레임, 유모차 프레임, 운동기구 구조관
가공 기술 가이드
냉간 벤딩
- 최소 벤딩 반경: 3D ~ 4D (외경 기준) 권장, 벽두께/외경 비율에 따라 조정
- 매트릭스/만드렐 사용 시 주름/타원도 방지 효과적
- 벤딩 후 응력 제거 어닐링(600~650°C, 30분) 고려
플레어링/확관 (Flare/Flaring)
- 플레어 각도: 37° (JIC/SAE), 45° (자동차 브레이크), 60° (일부 유압)
- STKM19A의 높은 신율로 균열 없이 깊은 플레어링 가능
- 가공 전 단부 면취 및 버 제거 필수
용접
- 탄소당량 낮아 예열 불필요 (일반 두께)
- 모든 아크 용접법 적용 가능 (CO₂, MAG, TIG, SMAW)
- 용접부 연성 우수, 후열처리 일반적으로 불필요
동등/유사 강종
| 표준 |
강종 |
비고 |
| KS | STKM19A | JIS 동일 |
| ASTM | A513 Type 1 1020 / A519 Gr.1020 | 유사 성분/물성 |
| EN | E275 (1.0225) / St 44 | EN 10305-1 |
| GB | 20 (GB/T 8163) | 구조용 이음매없는 강관 |
| SAE | 1020 | C 0.18~0.23%, Mn 0.30~0.60% |
품질 보증 포인트
- 신율 실측값 확인 (최소 8% 이상, 벽두께별 요구값 충족)
- 플레어 시험 합격 (규정 각도/배율에서 균열 무)
- 압착 시험: 용접부/모재 균열 무
- 비파괴 검사: 와전류(ET) 전수 또는 초음파(UT) 샘플링
- 치수 정밀도: 외경, 벽두께, 타원도, 직진도