합금강 – 구성, 유형, 특성, 용도

이 기사에서는 합금강에 대해 논의할 것입니다. , 일상 생활뿐만 아니라 산업 분야에서 매우 일반적으로 사용됩니다. 정의로 시작 구성을 살펴보겠습니다. , 유형 , 및 사용 및 속성 .

합금강이란 무엇입니까?

합금강 탄소 이외의 원소가 물성을 향상시키기에 충분한 양으로 첨가된 강으로 정의될 수 있다.

강철에 첨가되는 가장 일반적인 합금 원소는 크롬, 니켈, 망간, 실리콘, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐, 인, 구리, 티타늄, 지르코늄, 코발트, 콜럼븀 및 알루미늄입니다. 이러한 각 요소는 추가되는 강철에 특정 품질을 부여합니다. 강철에서 원하는 특성을 생성하기 위해 개별적으로 또는 조합하여 사용할 수 있습니다.

합금강 속성: 탄소와 마찬가지로 많은 합금 원소가 용해되어 강도가 향상된 합금을 생산합니다. , 연성 및 인성 . 또한 탄소는 철과 금속간 화합물을 형성하는 것 외에도 많은 합금 원소와 결합하여 합금 탄화물을 형성합니다. 이러한 합금 탄화물 및 철-합금 탄화물은 일반적으로 단단하고 인성이 부족합니다.

입자 성장을 방지하거나 제한하기 위해 일부 합금 원소가 추가됩니다. . 알루미늄은 이와 관련하여 가장 효과적인 것으로 간주됩니다. 다른 것들은 지르코늄, 바나듐, 크롬 및 티타늄입니다. 구조적으로, 합금 원소의 추가는 감마에서 알파 철로의 변태가 일어나는 온도를 변화시켜 오스테나이트-페라이트 변태 메커니즘에 거의 항상 영향을 미칩니다. 일부 합금 원소는 임계 온도를 낮추고 일부는 임계 온도를 높입니다.

합금 원소에 의해 생성된 구성 및 구조적 변화는 철과 강철의 물리적, 기계적 및 가공 특성을 변경하고 개선합니다. 일반적으로 합금강은 탄소강에서 얻을 수 없는 더 나은 강도, 연성 및 인성 특성을 제공할 수 있습니다. 결과적으로 생산, 설계 엔지니어는 높은 응력 및/또는 충격 하중을 받는 설계에서 합금강을 고려해야 합니다.

거의 모든 합금강은 세립 구조로 생산됩니다. . 세립강은 열처리 중에 균열이 발생하는 경향이 적지만 인성과 충격 저항 특성이 더 우수합니다. 거친 강철 더 나은 가공 특성을 나타내며 세립 강철보다 더 깊게 경화될 수 있습니다.

영구 자석을 만드는 데 어떤 합금강이 사용됩니까?

1. 규소강

2. 바나듐강

3. 망간강

4. 코발트강

정답 4입니다. . 코발트강

Alnico 합금, 알루미늄, 니켈 및 코발트와 철 합금. 알니코 합금강 강한 영구 자석을 만드는 데 사용됩니다. 산업 및 소비자 전자 제품에 널리 사용됩니다.

귀중한 악기를 만드는 데 어떤 합금강이 사용됩니까?

1. 규소강

2. 망간강

3. 바나듐

4. 인바 강철

정답 4입니다. . 인바 강철

합금강 구성

합금 원소의 효과

주어진 디자인에 가장 적합한 합금강을 선택하기 위해 1차 합금 원소의 효과 반드시 고려해야 합니다. 그들은 :

니켈 인성, 내식성 및 깊은 경화를 제공합니다.

크롬 내식성, 인성 및 경화성을 향상시킵니다.

망간 탈산하고 강도와 경도에 기여하여 임계 냉각 속도를 감소시킵니다.

실리콘 탈산화 및 고온 산화에 대한 내성을 촉진하고 열처리 임계 온도를 높이고 탈탄 및 흑연화에 대한 강철의 민감성을 증가시킵니다.

몰리브덴 경화성을 촉진하고 고온에서 인장 및 크리프 강도를 증가시킵니다.

바나듐 탈산 및 미세 입자 구조를 촉진합니다. 구리는 부식에 대한 저항력을 증가시키고 강화제 역할을 합니다.

알루미늄 탈산 및 미세 입자 구조 촉진, 질화 촉진

붕소 경화성을 증가시키고,

강철의 주요 합금 원소의 영향에 대한 요약은 표 4.6에 나와 있습니다.

저합금강

저합금강 강철과 바람직한 품질을 가진 추가 금속으로 만들어진 금속 합금입니다. 합금 원소의 약 1% ~ 5%가 저합금강에 존재합니다. 결과적으로 부식에 저항하는 향상된 기계적 품질을 제공하는 정밀한 화학 성분을 가지고 있습니다.

제조 과정에서 저합금강은 일반적으로 열처리, 표준화 및 템퍼링됩니다. 그들은 또한 용접될 수 있습니다. 반면에 용접 균열을 방지하기 위해 용접 열처리가 필요합니다.

저합금강은 다음을 포함하여 연강에 비해 많은 이점을 제공합니다.

• 뛰어난 항복 강도
• 극한 온도를 견딜 수 있음
• 우수한 내크리프성
• 산화 저항성
• 수소 저항성
• 저온에서의 연성

합금강 유형 또는 합금강 분류

합금강 화학적 구성에 따라 분류될 수 있음 , 구조 클래스 및 목적 .

화학 성분에 따른 분류

이 측면에서 합금강은 3성분 강으로 나뉩니다. , 철과 탄소 외에 하나의 합금 원소를 포함:4성분 강 , 두 가지 합금 원소 등을 포함합니다.

구조적 등급에 따른 분류

작은 단면의 시편을 공기 중에서 냉각할 때 얻은 구조를 기반으로 합니다. 합금강은 다음과 같이 분류될 수 있습니다. 1. 펄라이트 2. 마르텐사이트 3. 오스테나이트 4. 페라이트계 및 5. 카바이드 .

목적에 따른 분류

합금강은 특성에 맞는 용도에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

1. 구조용 강재 2. 공구강 3. 강재 특별한 물리적 특성을 가지고 있습니다.

1. 합금 구조용 강철

저합금의 세 그룹으로 나뉩니다. (최대 5% 합금 원소), 중간 합금 (5% 이상) 및 고합금 (10퍼센트 이상). IS :7598-1974.

합금 구조용 강은 작동 시 정적 및 동적 하중 모두에서 탄소보다 더 유리한 기계적 특성을 갖는 부품용 엔지니어링 산업에서 널리 사용됩니다. 특히 단면이 큰 제품에 사용되는 강. 합금 원소는 이러한 강철 구조의 주요 구성 요소인 페라이트를 강화합니다. 경화성을 높이고 입자 크기를 미세화합니다. 적당한 온도로 가열할 때 연화에 대한 저항을 증가시킵니다.

구조용 강재의 주요 합금 원소는 크롬, 니켈 및 망간입니다. 텅스텐, 몰리브덴, 바나듐 및 티타늄은 일반적으로 독립적인 첨가물로 사용되지 않고 크롬, 니켈 및 망간과 함께 추가됩니다.

2. 합금 공구강

탄소강이 제공하는 공구 수명이 불충분한 경우 공구 제조에 사용됩니다.

도구 산업에는 다음이 제공됩니다.

1. 최대 250°C의 온도에서 높은 경도를 유지하는 저합금강.

2. 중간 및 고 합금강(예:최대 620°C의 온도에서 높은 경도를 유지하는 고속강). 적절한 열처리 후에만 높은 절단 특성을 얻습니다.

합금 공구강은 노상 및 전기로에서 제련되며 고품질 등급에 속합니다.

3. 특별한 물리적 특성을 가진 합금강

(1) 과 같이 여러 그룹으로 나눌 수 있습니다. 스테인리스강 (2) 스케일 및 내열강 (3) 내마모성 강철 (4) 자석강 및 (5) 내크리프강 등과 같은 특수 열적 특성을 가진 강

특수 합금강

강철이 고온, 부식, 충격 등에 저항해야 하는 서비스 상황에서 특수 합금강은 매우 중요합니다. 다음 토론에서는 특수 합금강의 가장 중요한 그룹에 대해 설명합니다.

자석

고 코베이트 강은 올바르게 열처리되면 마그네토, 확성기 및 기타 전기 기계 및 악기용 영구 자석을 만드는 데 자주 사용됩니다. 15 ~ 40% 코발트 0.4 ~ 10% 텅스텐 조성의 강철은 개선된 자기 특성을 가지고 있습니다.

내열강

내열강 고온 작업에 특히 적합한 제품입니다. 이러한 강철은 고온에서 작업할 때 일반 강철의 파손으로 이어지는 영향에 저항해야 합니다. 제어되는 강(스테인리스 시리즈용으로 개발됨)은 스테인리스 강에 필적하는 내산성 부식과 함께 비스케일링 및 강도 유지 특성의 유용한 조합을 제공합니다.

23~30%의 크롬과 0.35% 미만의 탄소를 포함하는 합금강은 주로 815°C~1150°C 사이의 온도에서 사용됩니다. 용광로 부품, 열처리 상자 및 고온에 대한 내성이 필요한 기타 장비는 종종 이러한 강철로 만들어집니다.

충격 저항 강철

충격에 강한 강철 충격과 심한 피로 스트레스에 저항하는 것입니다. 이 목적을 위한 강철의 한 등급은 0.50% 탄소, 2.25% 텅스텐, 1.50% 크롬 및 0.25% 바나듐을 포함합니다. 실리콘 망간강으로 알려진 또 다른 등급의 내충격강은 탄소 0.55%, 실리콘 2.00%, 망간 0.80%, 몰리브덴 0.30%를 포함합니다. 이러한 종류의 강철은 판 스프링 및 코일 스프링에 주로 사용됩니다.

스테인리스 스틸

스테인리스 스틸 기본적으로 니켈과 같은 다른 요소와 함께 크롬을 포함하는 요소이며 다음과 같이 그룹화됩니다.

오스테나이트계 스테인리스강. 아마도 이 그룹에서 가장 중요한 것은 15~20%의 크롬과 7~10%의 니켈을 포함하는 것입니다. 18%의 크롬과 8%의 니켈을 함유한 강은 매우 널리 사용되며 일반적으로 18/8 스테인리스 강이라고 합니다.

마르텐사이트 스테인리스강. 이 그룹은 10~14%의 크롬을 포함하고 이상한 예외를 제외하고는 다른 주요 합금 원소가 없는 일반 크롬 유형의 스테인리스강이라고 합니다. 이 강은 모두 열처리로 경화 가능합니다.

페라이트계 스테인리스강 이 그룹은 다른 주요 합금 원소 없이 주로 14~18 또는 23~30%의 크롬을 포함합니다. 열처리로 경화되지 않습니다.

마레이징 스틸

18 Ni 8 Co 5 Mo를 함유하고 Al과 Ti가 0.03% 미만인 철계 합금입니다. 단면 두께가 증가해도 강도가 유지되며 최대 350°C까지 유지됩니다. 이 강은 공기용으로 사용됩니다. 프레임 및 엔진 부품, 사출 금형 및 다이.

오스테나이트 상태에서 냉각하면 합금이 미세한 라스형 마르텐사이트로 변형되고 480°C에서 마레이징에 의해 석출 경화가 유도됩니다.

강은 마르텐사이트의 미세한 입자 크기와 높은 전위 밀도의 조합으로 인해 높은 파괴 인성을 가지며 미세한 석출로 이어집니다.

고속강

고속강 (HSS)는 일반 탄소 공구강보다 훨씬 빠른 절삭 속도로 절삭 공구로 작동할 수 있다는 사실에서 그 이름을 얻었습니다. 고속강은 탄소강보다 2~3배 빠른 절삭 속도로 작동합니다.

경질 소재를 고속으로 중절삭 가공하는 경우, 충분한 열이 발생하여 절삭날의 온도가 적열에 도달할 수 있습니다. 이 온도는 최대 1.5%의 탄소를 함유한 탄소 공구강을 절단 능력을 파괴할 정도로 연화시킵니다. 따라서 고속강으로 지정된 특정 고합금강은 600°C ~ 620°C의 온도에서 절단 특성을 유지해야 합니다.

합금강 주제의 모든 세부사항을 다루기 위해 노력했습니다. 정의, 구성, 속성 및 용도에 이르기까지 광범위합니다. 이 기사가 마음에 들면 친구들과 공유하고 아래 댓글에 피드백을 남겨주세요.