탄소강 대 스테인리스강

탄소강은 실제로 무엇을 의미합니까?

"탄소강"은 기술적 정의와 보다 일반적인 분류의 두 가지 의미를 갖습니다. 기술적 정의는 매우 명확합니다. AISI(American Iron and Steel Institute)에 따르면 강철은 탄소강의 기술적 정의와 일치하기 위해 다음 표준을 충족해야 합니다.

기술적 정의는 복잡하지만 하나의 단순한 제약으로 귀결됩니다. 진정한 탄소강은 합금 원소가 거의 없어야 하므로 주로 철과 탄소의 두 가지 재료로 구성됩니다. 탄소의 양은 다양하고 허용 가능한 합금 재료가 몇 가지 있지만 이러한 강철은 간단합니다.

정확한 정의 외에도 탄소강이라는 용어는 스테인리스강이 아닌 광범위한 합금강 그룹을 지칭하는 데에도 사용됩니다. 탄소강과 달리 저합금강은 소량의 다양한 합금 원소를 포함할 수 있어 광범위한 응용 분야에 맞춤화할 수 있습니다. 이러한 강철은 탄소강의 기술적 요구 사항을 충족하지는 않지만 강철의 더 큰 격차를 나타냅니다. 스테인리스강과 다른 모든 것.

탄소강(정의에 따름)

간단히 말해서 탄소강은 정의상 매우 간단합니다. 약간의 탄소와 제한된 합금 원소가 포함된 철입니다. 또한 합금 원소(예:4140 및 4340)를 필요로 하는 강철은 그렇지 않습니다. 탄소강. 탄소강 정의 내에서 재료는 저탄소강 또는 고탄소강으로 정의될 수 있습니다. 저탄소강은 매우 일반적이며 고탄소강은 고강도, 비부식성 환경에서만 사용됩니다. 저탄소강인 1020 Steel은 오늘날 가장 많이 생산되는 강재 중 하나입니다.

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탄소강은 탄소 함량에 따라 다양한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 저탄소강은 더 약하고 부드럽지만 쉽게 기계로 가공하고 용접할 수 있습니다. 고 탄소강은 더 강하지만 가공하기가 훨씬 더 어렵습니다. 모든 탄소강은 녹에 취약하여 다양한 최종 용도에 사용하기에 부적합합니다. 전반적으로 탄소강은 저가 금속을 찾고 있다면 탁월하지만 일반적으로 고품질 또는 고정밀 제조 작업에는 적합하지 않습니다.

저합금강(탄소강이라고도 함)

저합금강은 하나 이상의 합금 원소(크롬, 코발트, 니오븀, 몰리브덴, 니켈, 티타늄, 텅스텐, 바나듐 또는 지르코늄)를 통합하여 기존 탄소강의 재료 특성을 개선합니다. 그들은 종종 전통적인 탄소강보다 더 강하고 더 뻣뻣하며 부식에 약간 더 강합니다.

합금강은 주요 합금 재료(탄소 추가)로 정의됩니다. 가장 일반적인 합금강 중 하나인 4140은 크롬-몰리브덴 합금강입니다. 이는 주요 합금 원소가 크롬(내식성 향상)과 몰리브덴(인성 향상)임을 의미합니다. 결과적으로 4140은 마모가 심한 분야와 고온에서 사용됩니다.

합금강은 오늘날 산업계에서 가장 널리 사용되는 철강 중 하나입니다. 그들은 기계로 가공할 수 있고, 저렴하고, 쉽게 구할 수 있으며, 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 부품에 내식성이 필요하지 않은 경우 저합금강이 최고의 가치를 제공합니다.

합금강을 기존 방법을 통해 생산하는 것이 유리하게 만드는 특성으로 인해 3D 인쇄에서 가치가 떨어집니다. 금속 3D 프린팅은 쉽게 가공할 수 있고 저렴하게 구할 수 있기 때문에 고유한 부품 비용이 더 많이 들기 때문에 경제적으로 프린팅하기 어렵습니다. 몇몇 금속 인쇄 회사는 4140과 같은 저 합금강을 제공하지만 일반적으로 드뭅니다.

스테인리스 스틸

스테인리스강은 높은 크롬 함량(>10.5 질량%)과 낮은 탄소 함량(<1.2 질량%)에 기인하는 우수한 내식성이라는 한 가지 핵심 재료 특성을 중심으로 결합됩니다. 내식성 외에도 이러한 강철의 기계적 특성은 크게 다를 수 있습니다.

오스테나이트계 스테인리스강은 가장 일반적인 유형의 스테인리스강입니다. 그들은 부식에 강하고 쉽게 기계로 가공하고 용접할 수 있지만 열처리는 할 수 없습니다. 303과 304는 오스테나이트계 스테인리스강의 가장 일반적인 유형이며 316L은 내식성을 극대화한 변형입니다. 이 강재는 다양한 작업에 사용됩니다. 방수 기능이 있어 거의 모든 곳에서 작동합니다. 높은 비용으로 인해 금속 3D 프린팅은 이러한 부품을 위한 실행 가능한 제조 방법이 될 수 있습니다.

마르텐사이트계 스테인리스강은 연성을 대가로 오스테나이트계 강에 더 나은 기계적 특성을 제공합니다. 전체적으로 오스테나이트계 강의 범용성이 부족하지만 고강도 경도와 저합금강보다 훨씬 우수한 내식성으로 인해 산화 환경에 있는 모든 고강도 부품에 적합합니다. 또한, 마르텐사이트 강은 열처리를 통해 경도, 강도 및 강성을 더욱 높일 수 있습니다.

17-4 PH는 다양한 재료 특성에 맞게 열처리할 수 있는 특히 유용한 유형의 마르텐사이트 스테인리스강입니다. 높은 경도와 극도로 낮은 기계 가공성으로 인해 공을 들여 기계로 만드는 것보다 3D 인쇄가 더 저렴합니다. 3D 프린팅 금속 부품에 대해 자세히 알아보려면 Markforged Metal X를 확인하십시오.

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탄소강 대 스테인리스강:최종 판결

탄소강과 스테인리스강의 논쟁은 원래 생각했던 것보다 약간 더 복잡합니다. 탄소강은 기존 탄소강과 저합금강의 두 가지 다른 유형의 강을 가리킬 수 있기 때문입니다.

저탄소강과 비교할 때 스테인리스강은 강도, 경도 및 가장 중요한 내식성이 크게 향상됩니다. 고탄소강은 스테인리스강에 필적하는 강도를 제공하지만 때로는 제조 분야에서 틈새 소재입니다. 탄소강과 달리 스테인리스강은 부식성 또는 습한 환경에서 산화되지 않고 생존하고 번성할 수 있습니다. 즉, 탄소강은 스테인리스강보다 훨씬 저렴하고 튜브, 빔 및 압연 강판과 같은 대형 구조 부품에 더 적합합니다.

저합금강은 대부분의 면에서 탄소강보다 우수하지만 내식성은 여전히 ​​부족합니다. 스테인리스강의 재료 특성과 효과적으로 일치할 수 있습니다. 결과적으로 4140 및 4340과 같은 합금은 종종 기계가공되어 약간의 산화가 손상되지 않는 많은 응용 분야에서 사용됩니다. 스테인리스 스틸은 부품 품질이 저하될 수 없는 산업 작업에 더 잘 사용되는 고급 재료입니다.