EN 10277-2 ZSt70-2 강: 고탄소 냉간 인발강 – 내마모 부품용
개요
ZSt 70-2는 마광 인발강 등급 중 가장 높은 탄소 함량(약 0.5%)을 가지며, 내마모성과 고강도가 요구되는 볼트, 샤프트, 스핀들, 스프링 등에 사용됩니다. 고탄소강 특유의 높은 경화능으로 냉간 인발만으로도 매우 높은 강도를 확보하며, 추가 열처리를 통해 최고 수준의 기계적 특성 달성이 가능합니다.
주요 특성
일반 특성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
|---|
| 밀도 | 23.0 °C | 7.8 - 7.9 g/cm³ | 고탄소강 표준값 |
기계적 특성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
|---|
| 탄성 계수 | 23.0 °C | 200 - 215 GPa | 고탄소강 표준값 |
| 연신율 | 20.0 °C | 5 - 8 % | |
| 푸아송 비 | 23.0 °C | 0.29 | 고탄소강 표준값 |
| 전단 계수 | 23.0 °C | 81 GPa | 고탄소강 표준값 |
| 인장 강도 | 20.0 °C | 700 - 1180 MPa | |
| 항복 강도 | 20.0 °C | 360 - 745 MPa | |
열적 특성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
|---|
| 열팽창 계수 | 23.0 °C | 1.32E-5 1/K | 고탄소강 표준값 |
| 최대 사용 온도 | - | 500 °C | 탄소강 표준값 |
| 융점 | - | 1289 - 1478 °C | 고탄소강 표준값 |
| 비열 용량 | 23.0 °C | 486 J/(kg·K) | 고탄소강 표준값 |
| 열전도율 | 23.0 °C | 36 W/(m·K) | 고탄소강 표준값 |
전기적 특성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
|---|
| 전기 저항률 | 23.0 °C | 1.43E-7 - 1.74E-7 Ω·m | 탄소강 표준값 |
화학적 조성
| 원소 | 함량 (%) |
|---|
| 탄소 (C) | 0.5 |
| 인 (P) | 0.05 |
| 황 (S) | 0.05 |
ZSt 시리즈 강종 비교
| 강종 | 탄소 (%) | 인장 강도 (MPa) | 항복 강도 (MPa) | 연신율 (%) | 주용도 |
|---|
| ZSt50-2 | 0.3 | 490-960 | 265-590 | 5-10 | 일반 볼트, 샤프트 |
| ZSt60-2 | 0.4 | 620-1080 | 340-665 | 5-9 | 고하중 볼트, 크랭크축 |
| ZSt70-2 | 0.5 | 700-1180 | 360-745 | 5-8 | 스프링, 고내마모 부품 |
열처리 및 강화 방안
- 냉간 인발 상태: 가공 경화로 높은 강도 확보, 바로 사용 가능
- 퀜칭 & 템퍼링(QT): 820-860°C 퀜칭(물/오일) + 400-600°C 템퍼링 → 인장 900-1300 MPa, 우수한 인성
- 고주파 표면 담금질: 표면 HRC 55-62, 심부 인성 유지
- 오스텐퍼링/마르템퍼링: 변형 최소화하며 고강도/고인성 동시 확보
적용 분야
- 고강도 스프링(토션 바, 코일 스프링, 리프 스프링)
- 자동차 서스펜션용 스테빌라이저 바
- 고내마모 샤프트, 기어, 캠, 크랭크핀
- 고강도 볼트/스터드(12.9급 이상 전구재)
- 충격 하중이 큰 농기계/건설기계 부품
- 정밀 금형 부품(이젝터 핀, 가이드 핀, 코어 핀)
가공 시 주의사항
- 탄소 함량 0.5%로 용접성 제한적 – 필수 예열(200-300°C) 및 용접 후 열처리
- 냉간 인발 시 가공 경화 현상 심함 – 인발률 단계적 조절 필요
- 절삭 가공 시 공구 마모 빠름 – 코팅 카바이드/세라믹 공구 권장
- 열처리 시 탈탄 방지용 보호 분위기 또는 도포제 사용
