탄소(C)강 및 합금강의 단조는 소재를 원하는 부품 형상으로 성형하면서, 단조 소재의 주조 구조를 정제하고, 수축 공극을 치유하며, 소재의 기계적 특성을 개선하는 금속 가공 공정입니다. 후속 기계 가공량도 줄어들지만, 이는 완제품 형상과 사용되는 단조 공정에 따라 달라집니다.
주조 잉곳은 단조의 전통적인 시작점입니다. 잉곳에서 직접 단조하거나, 잉곳에서 열간 가공된 블룸이나 빌렛에서 단조합니다. 연속 주조 강철의 광범위한 사용으로, 연속 주조 제품이 이제 일반적으로 초기 소재로 사용됩니다. 주조 잉곳 외에도, 열간 압연 및 주조 블룸과 빌렛, 플레이트, 바 및 봉, 강철 주물 등이 단조용 기타 시작 소재입니다.
철과 강철의 단조는 철기 시대로 거슬러 올라갑니다. 당시 망치로 두드리는 열간 가공은 연철 제조 공정의 일부였으며, 연철과 강철 모두에서 제품을 만드는 과정이었습니다. 고급 철광석, 목탄, 플럭스를 사용하는 조잡한 제련로는 손으로 단조 용접하여 유용한 소재를 생산해야 하는 소량의 철을 생산했습니다. 초기에는 이것이 당시 단조의 주된 목적이었습니다. 일반적으로 산업 혁명의 시작이 본격적인 강철 단조를 시작했다고 인정됩니다. 이 긴 역사에도 불구하고(또는 아마도 그 때문에), 강철 단조는 직관적이고 경험적인 공정입니다.
단조는 일반적으로 여러 방식으로 분류되며, 자유 단조(오픈 다이 단조)와 금형 단조(클로즈드 다이 단조)라는 일반 분류로 시작합니다. 또한 마감 근접도(클로즈투피니시 팩터), 즉 완제품의 치수 및 세부 요구사항을 만족시키기 위해 기계 가공으로 단조품에서 제거해야 하는 스톡(커버) 양에 따라 분류됩니다. 마지막으로 단조는 제조에 필요한 단조 장비에 따라 분류되기도 합니다. 예를 들어 해머 업셋 단조, 링 롤링 단조, 다중 램 프레스 단조 등입니다. 다양한 분류 중 마감 근접도에 기반한 분류가 단조의 고유 특성(강도, 응력 부식 저항성 등)과 가장 밀접하게 관련됩니다. 일반적으로 완제품 요구사항을 만족시키기 위해 가장 적은 기계 가공이 필요한 단조 유형이 최고의 특성을 가집니다.
ASTM 사양 A 788에 따르면, 강철 단조는 소재를 통합하고 원하는 형상을 생성하는 실질적인 압축 가공 조작의 산물입니다. 가공은 해머, 프레스 단조기, 링 롤링 머신으로 수행될 수 있으며, 실질적인 단조 구조를 생성하기 위해 소재를 변형시켜야 합니다. 열간 압연 조작은 재단조를 위한 블룸이나 빌렛 생산에 사용될 수 있습니다. 단조는 단조 온도를 기준으로 다음 세 가지 등급으로 세분될 수 있습니다.
강철의 단조 제품 형태에는 플레이트, 형강, 바, 시트, 스트립, 튜브, 파이프, 압출재, 단조품이 포함됩니다. 일반적으로 압출재는 단조품에 포함되지만, 단조의 정의는 압연 플레이트와 바를 제외합니다. 이는 단조품이 완제품에 필요한 부품 형상에 대략 부합하는 것 외에도, 열간 압연 플레이트와 관련된 두께 방향 라미네이션 개재물 약점이나 열간 압연 바와 관련된 중심부 불완전성이 나타나지 않을 것으로 기대되기 때문입니다.
탄소강 및 합금강은 단연코 가장 많이 단조되는 소재이며, 열간 단조, 온간 단조, 냉간 단조 공정과 표준 장비를 사용하여 다양한 형상으로 쉽게 단조할 수 있습니다. 탄소강 및 합금강의 단조 온도 선택은 탄소 함량, 합금 조성, 최적 가소성 온도 범위, 공작물 단조에 필요한 압하량에 기반합니다. 이 요소들 중 탄소 함량이 상한 단조 온도에 가장 큰 영향을 미칩니다.
사용 가능한 수많은 조성에도 불구하고, 이 범주의 모든 소재는 본질적으로 유사한 단조 특성을 보입니다. 예외는 황화물 등 자유 절삭 첨가제를 함유한 강철로, 이들은 비자유 절삭 강종보다 단조가 더 어렵습니다. 일반적으로 탄소강 및 합금강의 열간 단조성은 변형 속도가 증가함에 따라 향상됩니다. 가공성 향상은 주로 높은 변형 속도에서 생성되는 증가된 변형열 때문입니다.
단조를 다른, 때로는 더 경제적인 유용한 형상 생산 방법보다 선호하는 근거는 여러 고려사항에 기반합니다. 가공 방향의 주요 금속 흐름 방향으로 기계적 특성이 최대화됩니다. 복잡한 형상의 경우, 단조만이 주요 가동 하중과 평행하게 금속 흐름을 유도하고 단조 소재의 원래 구조 정제를 한도 내에서 제어할 수 있는 기회를 제공합니다. 미세조직 정제는 온도, 방향, 단조 소재에서 단조 형상으로의 압하량에 따른 함수입니다. 소재의 구조적 무결성을 극대화하면 설계 형상을 정제할 수 있고, 이는 중량 감소로 이어집니다. 복잡한 단조 형상에서 특성을 최적화하기 위한 금속 흐름의 적절한 제어는 일반적으로 다이 단조 전 하나 이상의 업셋 조작을 필요로 하며, 다이 파팅 라인에서 플래시 형성을 피하기 위해 중공 단조 또는 역압출을 요구할 수 있습니다.
강철 단조품이 수행해야 할 기능 때문에, 단조 설계에는 큰 열처리 단면 크기가 포함되고 불규칙한 형상일 수 있으므로, 세 주요 축인 (i) 종방향, (ii) 횡방향, (iii) 단횡방향에서 상당한 응력이 가동 중에 가해질 수 있습니다. 시작 소재 크기와 단조 단계를 신중하게 선택하면 단조품이 세 방향 모두에서 우수한 특성을 나타내도록 할 수 있습니다. 다른 경우, 예를 들어 업셋 디스크 단조에서는 단순히 압연 플레이트에서 잘라낸 디스크에서는 불가능한, 전체 둘레를 따라 방사 방향에서 우수한 기계적 특성을 달성할 수 있습니다.
탄소강 및 합금강을 복잡한 형상으로 열간 단조하는 것은 자유 절삭 강종을 제외하고는 단조성 측면에서 거의 제한되지 않습니다. 단면 두께, 형상 복잡성, 단조 크기는 가열된 공작물이 차가운 다이와 접촉할 때 발생하는 냉각에 의해 주로 제한됩니다. 이 때문에 다이 접촉 시간이 상대적으로 짧은 해머와 같은 장비가 강철의 복잡한 형상 단조에 선호되는 경우가 많습니다.
단조성은 압축 하중 하에서 파단 없이 흐르는 강철의 상대적 능력입니다. 재황 및 재인 강종을 제외하면, 대부분의 탄소강 및 저합금강은 일반적으로 양호한 단조성을 가진 것으로 간주됩니다. 다양한 강종 간의 단조 거동 차이는 단조 거동에 의한 강종 선택에 거의 영향을 미치지 않을 만큼 작습니다. 그러나 단조용으로 재황 또는 재인 강을 선택하는 것은 단조가 광범위하게 기계 가공될 경우에만 정당화됩니다. 단조 생산을 고려하는 주요 이유 중 하나가 후속 기계 가공 조작을 피하는 것이므로, 이 상황은 드뭅니다.
강철 단조성을 측정하는 일반적인 수단 중 하나는 열간 비틀림 시험입니다. 이름에서 알 수 있듯이 이 시험은 가열된 봉 시료를 여러 다른 온도에서 파단까지 비틀어 시험 소재의 가능한 열간 가공 온도 범위를 커버하도록 합니다. 파단까지의 비틀림 횟수와 일정한 속도로 비틀림을 유지하는 데 필요한 토크가 보고됩니다. 비틀림 횟수가 가장 많은 온도(그런 최댓값이 존재하는 경우)는 시험 소재의 최적 열간 가공 온도로 간주됩니다. 열간 비틀림 시험으로 결정된 여러 탄소강의 단조성은 그림 1에 나와 있습니다. 아래에 주어진 다양한 다른 시험들도 강철 단조성 평가에 사용됩니다.
강철의 단조성은 일반적으로 변형률 속도가 증가함에 따라 증가합니다. 이 효과는 열간 비틀림 시험에서 저탄소강에 대해 나타났습니다(그림 1), 파단까지의 비틀림 횟수가 비틀림 속도 증가에 따라 증가합니다. 이 단조성 향상은 높은 변형률 속도에서 생성되는 증가된 변형열 때문인 것으로 여겨집니다. 그러나 변형열로 인한 과도한 온도 상승은 초기 용융을 초래하여 단조성과 기계적 특성을 낮출 수 있습니다.
그림 1 변형률 속도 영향과 다양한 탄소강의 단조성
유동 응력과 단조 압력은 열간 비틀림 시험에서 생성된 토크 곡선이나 열간 압축 또는 인장 시험에서 얻을 수 있습니다. 이 곡선들의 데이터는 정상 열간 단조 온도에서 이 합금 그룹의 상대적 단조 압력 요구사항이 크게 변하지 않음을 보여줍니다. 상당히 더 큰 압력이 더 고합금 소재에 필요하며, 이 합금 소재는 압하량 증가에 따른 단조 압력 증가도 더 현저하게 보입니다.
주어진 강철에 필요한 단조 압력은 변형률 속도 증가에 따라 증가합니다. 저탄소강 연구에 따르면 변형률 속도의 영향은 더 높은 단조 온도에서 더 현저합니다. 이 효과는 그림 2에 나와 있는데, 다양한 온도와 두 변형률 속도에서 업셋된 저탄소강의 응력-변형률 곡선을 보여줍니다. 합금강에서도 유사한 효과가 관찰되었습니다.
그림 2 다양한 온도와 두 변형률 속도에서 업셋된 저탄소강의 단조 압력
단조용 탄소강 및 합금강 잉곳, 블룸, 빌렛, 슬래브는 열간 압연 또는 주조되어 대략적인 단면 치수로 제작되므로, 직진도, 캠버, 트위스트, 평탄도 공차는 적용되지 않습니다. 단조용 반제품 강철은 지정된 조각 중량 또는 지정된 길이로 생산됩니다.
단조용 반제품 강철은 스카핑, 치핑, 연마로 표면 결함을 제거하거나 최소화하기 위해 조질할 수 있습니다. 그러나 표면 조질에 관계없이 제품에는 여전히 일부 표면 결함이 포함될 가능성이 있음을 명심해야 합니다.
빌렛, 블룸, 슬래브의 공차는 개별 조각 또는 18톤 미만 로트에 대해 흔히 ±5%입니다. 이를 초과하는 로트는 종종 ±2.5%의 중량 공차가 적용됩니다.
단조용 반제품 강철은 일반적으로 열간 전단으로 길이대로 절단됩니다. 강철 조성에 따라 열간 톱질 또는 화염 절단도 사용될 수 있습니다.
단조용 반제품 강철에 적용되는 품질은 내부 건전성 정도, 화학 조성의 상대적 균일성, 표면 결함으로부터의 상대적 자유도 등 여러 다른 요소에 의존합니다.
단조 품질 반제품 강철은 후속 열처리나 기계 가공 조작을 포함할 수 있는 열간 단조 용도에 사용됩니다. 이러한 용도는 화학 조성과 강철 생산의 상대적으로 엄격한 제어를 필요로 합니다.
단조 부품용 강철 선택은 설계 과정의 필수적인 부분이며, 허용 가능한 성능은 이 선택에 달려 있습니다. 완성 부품의 최종 용도에 대한 신중한 이해는 필요한 기계적 특성, 표면 마감 요구사항, 비금속 개재물에 대한 허용도, 수반되는 검사 방법과 기준을 정의하는 데 기여합니다.
단조 품질 강철은 다양한 화학 조성으로 생산됩니다. 각 용해 및 압연 관행으로 품질 테스트와 평가 수준이 수행됩니다. 필요하다면 비금속 개재물 발생 수준 등 하나 이상의 특수 품질 제한을 강철에 지정할 수 있습니다. 때로는 더 높은 신뢰성 용도를 위해 강철이 진공 아크 재용해 또는 전기로 재용해 공정을 거쳐야 할 필요가 있습니다.
마이크로알로이 강철의 사용은 자동차 크랭크샤프트 등 용도에서 최근 몇 년간 발전해 왔습니다. 이 강철들은 일반적으로 바나듐이나 니오븀을 소량(0.05~0.1%) 첨가하며, 비열처리(단조 상태) 조건에서 허용 가능한 특성을 달성할 수 있습니다. 결과적으로 이러한 합금은 열처리 사이클 제거로 인해 주물과 경제적으로 경쟁하면서 단조 공정의 이점을 유지합니다.
단조 부품용 강철 선택은 일반적으로 상반되는 요소들 사이의 타협을 필요로 합니다. 예를 들어 강도 대 인성, 응력 부식 저항 대 중량, 제조 원가 대 유용 하중 지지 능력, 생산 원가 대 유지보수 원가, 강철 원자재 원가 대 단조 총 제조 원가 등입니다. 소재 선택에는 용해 관행, 성형 방법, 기계 가공 조작, 열처리 절차, 시간 경과에 따른 가동 중 특성 저하, 그리고 단조될 강철의 통상적인 기계적 및 화학적 특성도 고려해야 합니다.
효율적인 단조 설계는 가해질 하중, 생산성, 원하는 수명 기대치와 일치하는 최소 소재량으로 최대 성능을 달성합니다. 강철을 설계 부품에 맞추기 위해, 강철은 먼저 강도와 인성으로 평가된 다음 온도와 환경에 대한 안정성으로 검증됩니다. 최적 강철들은 생산성 측면에서 분석된 후 마지막으로 경제성 측면에서 분석됩니다.
파단 분석은 강철 특성을 요구사항에 맞추는 데 유용한 데이터 소스입니다. 부품 파단은 설계 응력 범위 내 운전 중 발생할 수 있습니다. 조기 파단의 한 원인은 단조의 선호 입자 흐름과 중요한 설계 응력의 적절한 배향 부족입니다. 예측하지 못한 파단은 시간과 가동에 따른 특성 저하로도 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 지속적인 인장 응력에서 기인한 응력 부식 균열은 전형적인 주변 대기에서도 발생할 수 있습니다. 이러한 조건에서 파단은 단조품에서 노출된 끝단 입자와 일치하는 위치에서 가장 발생하기 쉽습니다. 파단 분석은 과도한 입자 성장, 비금속 불순물 개재물, 부적절한 단조 관행으로 인한 입자 흐름 폴딩, 단조 가공된 단조 야금 구조 부족, 과도하게 날카로운 필렛으로 기계 가공하거나 조립 시 불량한 피팅으로 인한 응력 상승체 의도치 않은 생성 등 조기 파단의 다른 원인을 밝혀낼 수 있습니다.
탄소강 또는 합금강 바나 빌렛에서 복잡한 형상을 성형하려면 먼저 강철을 적절한 시작 형상(예비 성형)으로 '배열'한 다음 최종 부품 구성으로 흐르도록 해야 합니다. 금속의 이러한 재배열은 강철의 경도와 강도에 거의 영향을 미치지 않지만, 특정 기계적 특성(연성, 충격 강도, 피로 강도 등)은 향상됩니다. 이 특성 향상(그림 2)은 단조가 (i) 편석을 파괴하고, 기공을 치유하며, 균질화를 돕고, (ii) 입자 흐름과 평행한 기계적 특성을 향상시키는 섬유질 입자 구조를 생성하며, (iii) 주조 입자 크기를 감소시키기 때문입니다.
열처리 강철의 연성과 충격 강도의 전형적인 향상이 단조 압하량의 함수로 그림 3에 나와 있습니다. 이 데이터는 각 경우에서 최대 향상이 최대 신장 방향으로 발생함을 보여줍니다. 인성과 연성은 일정량의 압하 후 최대에 도달하며, 이후 추가 압하는 가치가 거의 없습니다.
그림 3 단조 비율이 기계적 특성에 미치는 영향
표 1은 어닐링, 노말라이징, 담금질 및 템퍼링 조건에서 저탄소 및 중탄소강 단조품의 전형적인 종방향 기계적 특성을 보여줍니다. 예상대로 강도는 탄소 함량 증가와 함께 증가하는 반면 연성은 감소합니다. 클로즈드 다이 단조품은 대부분 상당한 이전 가공을 받은 단조 빌렛으로 만들어진다는 점을 인식해야 합니다. 그러나 오픈 다이 단조품은 단조 빌렛이나 주조품에서 만들 수 있습니다.
| 표 1 네 가지 탄소 함량에서 탄소강 단조품의 종방향 특성 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 순번 | 탄소 함량 | 인장 강도 | 항복 강도, 0.2% 오프셋 | 신율 | 단면 수축률 | 피로 강도* | 경도 |
| % | MPa | MPa | % | % | MPa | HB | |
| 어닐링 | |||||||
| 1 | 0.24 | 438 | 201 | 39 | 59 | 185 | 122 |
| 2 | 0.30 | 483 | 245 | 31.5 | 58 | 193 | 134 |
| 3 | 0.35 | 555 | 279 | 24.5 | 39 | 224 | 157 |
| 4 | 0.40 | 634 | 348 | 24 | 42 | 248 | 180 |
| 노말라이징 | |||||||
| 1 | 0.24 | 483 | 247 | 34 | 56.5 | 193 | 134 |
| 2 | 0.30 | 521 | 276 | 28 | 44 | 209 | 148 |
| 3 | 0.35 | 579 | 303 | 23 | 36 | 232 | 164 |
| 4 | 0.40 | 690 | 355 | 22 | 36 | 255 | 196 |
| 595°C에서 오일 담금질 및 템퍼링 | |||||||
| 1 | 0.24 | 500 | 305 | 35.5 | 62 | 193 | 144 |
| 2 | 0.30 | 552 | 301 | 27 | 52 | 224 | 157 |
| 3 | 0.35 | 669 | 414 | 26.5 | 49 | 247 | 190 |
| 4 | 0.40 | 724 | 386 | 19 | 31 | 277 | 206 |
| * 10,000,000 사이클 내구 한계에서 회전 빔 시험 | |||||||
클로즈드 다이 단조 중 금속은 다양한 방향으로 흐릅니다. 예를 들어, 에어프레임 부품 같은 리브 및 웹 형상 단조에서 거의 모든 금속 흐름은 횡방향입니다. 이러한 횡방향 흐름은 종방향 연성 감소 거의 없이 해당 방향 연성을 향상시킵니다. 단조 압하가 충분히 크고 금속 흐름이 주로 횡방향이면 횡방향 연성이 종방향 연성과 같거나 초과할 수 있습니다. 단조 빌렛 업셋에서도 유사한 효과가 관찰됩니다. 이 경우 소재의 원래 종방향 축은 업셋으로 단축되고, 금속 측면 변위는 방사 방향입니다. 업셋 압하가 약 50%를 초과하면 방사 방향 연성이 보통 축 방향 연성을 초과합니다(그림 4).
그림 4 단조 강철의 축 및 방사 방향 연성에 대한 업셋 압하의 전형적 영향
소재 제어의 또 다른 측면은 최종 단조품이 설계가 기반으로 하는 기계적 특성 개발에 필요한 단조 구조를 달성하기에 충분한 가소성 변형을 거쳤는지 확인하는 것입니다. 주조 제품을 단조 빌렛으로 분해하는 동안 일부 가소성 변형이 달성되지만, 훨씬 더 많은 변형이 클로즈드 다이 단조 공정 동안 부여됩니다. 고강도 단조품의 소재 제어는 단조 빌렛뿐만 아니라 단조품의 기계적 특성 결정도 요구할 수 있습니다.
연성 또는 인성의 척도는 횡방향 인장 시험 시편에서 얻은 단면 수축률을 측정하여 결정됩니다. 동일한 강도 수준으로 열처리된 단조품에서 채취한 횡방향 및 종방향 시편에 대해 해당 시험을 수행하면 빌렛 소재와 단조품의 기계적 특성을 비교하고 각각이 최종 단조 야금 구조에 기여하는 비율을 추정할 수 있습니다.
소재 제어의 주요 목적은 완성 단조품에서 최적 기계적 특성이 달성되도록 보장하는 것입니다. 단조에서 달성된 압하량은 연성에 현저한 영향을 미칩니다. 그림 4는 주조 잉곳, 단조(압연) 바 또는 빌렛, 단조품의 연성을 비교하여 보여줍니다. 그림 4(a)의 곡선들은 단조 빌렛이 다이에서 평면 단조될 때 단조 압하 증가가 종방향 연성에 영향을 미치지 않지만 횡방향 연성을 점진적으로 증가시킴을 나타냅니다. 유사한 바나 빌렛이 다이에서 업셋 단조될 때 단조 압하 증가는 축 방향 연성을 점진적으로 감소시키고 방사 방향 연성을 점진적으로 증가시킵니다.
주조 잉곳의 연성은 화학 조성, 용해 관행, 잉곳 크기에 따라 달라집니다. 동일 합금 조성의 강철 잉곳 연성도 공기 용해 또는 진공 아크 재용해 강철로 부었는지에 따라 달라집니다. 특정 합금의 큰 잉곳으로 시작할 때, 때로는 잉곳의 일부를 다양한 빌렛 또는 바 크기로 압연하여 다양한 양의 단조 압하를 주는 것이 실용적입니다. 최소 압하량은 표준이 아니지만 2:1(잉곳 단면적 대 빌렛 단면적 비율) 미만인 경우는 드뭅니다. 강철 잉곳을 빌렛으로 압연하는 압하는 보통 2:1보다 훨씬 큽니다. 반면 일부 내열 합금 단조품은 주조 잉곳에서 직접 단조됩니다.
단조용 빌렛을 준비하는 것이 잉곳 전체 중량이 필요한 너무 큰 단조품에 대해서는 종종 실행 불가능합니다. 단조 야금 구조로 표현되는 단조 압하량은 완성 단조품에서 채취한 매크로 에칭 및 인장 시험 시편의 관찰과 시험으로 가장 잘 제어됩니다. 이 시편들은 중요한 영역과 일반적으로 단조품 전체를 탐색하는 것을 허용합니다. 종방향, 장횡방향, 단횡방향 입자 방향에서 요구에 따라 선택됩니다. 에칭 시험은 입자 흐름의 시각적 관찰을 허용합니다. 기계적 시험은 강도와 인성을 입자 흐름과 연관시킵니다.
매크로 에칭은 입자 방향과 윤곽을 직접 관찰할 수 있게 하고, 폴드, 랩, 재진입 흐름도 검출합니다. 적절한 시편을 매크로 에칭하면 종방향, 장횡방향, 단횡방향에서 입자 흐름을 조사할 수 있습니다. 매크로 에칭은 전체 단면, 끝에서 끝까지, 측면에서 측면까지 평가와 매크로 입자 크기 균일성 검토도 허용합니다. 그림 2는 대표적인 단조 부품의 입자 흐름을 보여줍니다.
현미경 조직 검사는 현미경을 사용하여 매크로 에칭으로 드러난 의심 영역 조사, 입자 크기 측정, 미세 성분의 성질과 양 결정에 가장 적합합니다.
피로 시험은 다음과 같은 조건과 목적으로 소재 제어에 사용됩니다. (i) 소재 개발 또는 자격을 위한 소형 시편의 실험실 시험, (ii) 설계 개발을 위한 완제품 또는 서브어셈블리의 실험실 시험, (iii) 현장 부품 또는 어셈블리 감시를 통한 가동 중 지속적 신뢰성 보장.
소재 자격 또는 개발을 위한 소형 시편의 실험실 피로 시험은 표준 방법으로 수행됩니다. 시험 시편은 요건에 따라 압연 제품이나 클로즈드 다이 단조품에서 채취합니다. 표준 시편은 단조품 내 많은 위치에서 채취하여 다양한 입자 흐름 방향과 연관시킬 수 있을 만큼 충분히 작습니다. 시험은 일반적으로 상온 공기 중에서 수행되지만, 더 높거나 낮은 온도와 특수 분위기에서의 시험도 가능합니다.
소형 실험실 피로 시험을 부품 또는 어셈블리 분석에 적용하면 추가 변수가 도입됩니다. 하나는 표면 상태의 영향입니다. 그림 5(a)의 곡선들은 표면이 연마, 기계 가공, 열간 압연, 단조 상태인지에 따라 강철 시편의 피로 강도가 현저히 다름을 보여줍니다. 시험된 강철은 269~285 HB로 열처리된 단조 저합금강으로, 인장 강도 876 MPa, 항복 강도 696 MPa에 해당합니다. 시편 준비는 열처리 후 시편을 기계 가공 및 연마하고, 압연 또는 단조가 열처리 이전에 이루어지도록 요구했습니다. 10^6 사이클 피로 수명에서 피로 한계는 연마 시편 395 MPa, 기계 가공 시편 315 MPa, 열간 압연 시편 205 MPa, 단조 상태 시편 150 MPa에 불과했습니다.
그림 5(b)의 곡선들은 인장 강도 345~2,070 MPa 범위 강철에 적용되며 여러 시험에서 근사치입니다. 965 MPa 인장 강도 수준에서 단조 상태 또는 탈탄 시편의 시편 준비에는 봉재에서 거친 기계 가공, 가스 화덕로에서 약 900°C로 20~30분 가열, 원래 7.47mm 직경에서 최종 7.16mm 직경으로 아주 약간 스웨이지, 공랭이 포함됩니다. 열처리는 약 830°C 염욕에서 45분 오스테나이트화, 오일 퀜칭, 약 620°C에서 1시간 공기 템퍼링, 수냉으로 구성되었습니다. 단조와 열처리는 약 0.064mm 깊이까지 표면 탈탄을 생성했습니다. 이 시편들은 10^6 사이클에서 약 310 MPa의 피로 강도를 보인 반면, 단조되지 않고 기계 가공 또는 연마되어 탈탄이 없는 시편들은 470 MPa였습니다. 탈탄은 열처리로 얻은 강도 수준을 낮춥니다. 표면 상태의 실험실 제어는 단조 부품의 양산에서 복제하기 어렵습니다. 따라서 표면 상태의 변동으로 인해 전체 크기 부품의 피로 강도는 소형 시편보다 더 넓은 범위로 변동합니다.
그림 5 표면 상태가 피로 한계에 미치는 영향
강철 항복 강도보다 훨씬 낮은 응력 수준에서 균열 전파로 인한 단조품 및 기타 부품의 취성 파단은 파단 특성과 파단 인성 평가 방법에 대한 광범위한 연구로 이어졌습니다. 이러한 연구 결과는 소재 제어에 매우 중요하며, 특히 소재 제어 표준이 될 수 있는 파단 인성 평가 시험 개발과 관련하여 중요합니다.
실험실 시험 및 분석 기술 영역에서는 균열이나 균열 유사 결함을 포함하는 강철 강도를 평가하는 신뢰할 수 있는 방법 개발에 주요 강조점이 두어졌습니다. 구체적으로 평면 변형 파단 인성 결정 방법에 관심이 집중되었습니다. 단조 부품은 단조품의 대표적인 다양한 입자 방향 위치에서 채취한 소형 시편 시험으로 평가됩니다.
한 시험 절차는 중성 환경에서 노치 및 피로 균열 시편의 굽힘 시험을 포함합니다. 이 시험 목적은 고구속이 예상되는 가동 조건에서 금속의 응력과 결함 크기 간 관계를 추정하는 데 사용할 수 있는 파단 인성의 하한값을 얻는 것입니다. 언급된 시험 절차에서, 셰브론 노치가 있는 시험 시편을 피로로 적절히 프리크랙킹합니다. 그런 다음 회전하는 지지 롤이 장착된 굽힘 시험 고정구에서 시험하며, 롤은 마찰 효과를 사실상 제거하기 위해 약간 떨어져 회전합니다. 시편은 3점 굽힘을 받으며, 노치 전체에 걸친 부과 하중 대 변위 변화가 자동 기록기에 기록됩니다. 파단 인성은 계산된 매개변수인 임계 응력 강도로 평가됩니다.
장횡방향과 단횡방향에서의 응력 부식 균열 저항성 저하는 끝단 입자 노출과 관련이 있습니다. 입자가 시편 종축과 평행하도록 절단된 길고 좁은 시험 시편 단면은 양쪽 끝단(하중을 받지 않는 끝단)을 제외하고 노출된 끝단 입자가 없습니다. 반면, 횡방향으로 절단된 해당 시편은 전체 길이에 걸쳐 끝단 입자 노출을 가집니다. 끝단 입자는 플래시 라인으로 설계된 다이 단조품에서 단횡방향에서 특히 현저합니다. 결과적으로 끝단 입자를 줄이거나 제거하도록 설계된 단조 부품은 응력 부식 균열에 대한 저항성이 더 좋습니다.
단조품 표면에서 응력 부식 균열에 기여하는 지속적 인장 응력은 가동 응력과 잔류 응력의 합입니다. 잔류 응력이 총 응력의 상당한 비율을 구성할 때는 이를 감소시키거나 제거해야 합니다. 잔류 인장 응력의 일반적인 소스에는 퀜칭, 기계 가공, 조립 시 불량한 피팅이 포함됩니다. 각각은 특히 노출된 표면에 존재하는 인장 응력을 적절히 수정하여 감소시키거나 제거할 수 있습니다. 예를 들어, 급격한 퀜칭은 열처리 가능 합금 표면을 압축 상태, 코어를 인장 상태로 만듭니다. 게다가 압축된 표면은 거친 기계 가공 동안 완전히 제거되어 인장 응력된 코어 소재를 노출시킬 수 있습니다. 이 위험은 거친 기계 가공 후가 아니라 전에 퀀칭함으로써 피할 수 있습니다. 일부 용도에서는 표면을 쇼트 피닝으로 압축 상태에 놓습니다.
수소 응력 균열은 부식 없이 발생합니다. 따라서 그 개시는 부식성 매체와 접촉하는 외부 표면에 국한되지 않습니다. 개재물이나 공극 같은 적절한 핵뿐만 아니라 표면 노치나 기타 불규칙성에서도 시작할 수 있습니다. 내부에서의 수소 응력 균열은 수소 취성 또는 수소 플레이킹으로 설명됩니다. 수소 응력 균열은 대부분의 고강도 강철에서 관찰, 연구, 통제되었습니다. 현대 진공 용해 관행은 잔류 수소를 무시할 수 있는 양으로 줄일 수 있습니다. 공기 용해 강철의 3~6 ppm 수소 함량은 진공 아크 재용해로 0.6~1 ppm으로 쉽게 낮출 수 있습니다. 강철의 초기 수소 함량이 허용 가능한 수준이면, 소재 제어 절차는 단조, 열처리, 고온 염욕 탈스케일링, 피클링, 도금을 포함한 모든 후속 가공에서 수소 흡수가 피되도록 보장해야 합니다. 단조 중 강철은 표면 스케일과 탈탄 표면층을 개발하며, 이들은 이후 그릿 블라스팅과 기계 가공으로 제거됩니다. 강철이 산세되지 않는 한 수소 흡수 가능성은 없습니다.
강철 단조품으로 만든 많은 중요 부품은 카드뮴 코팅으로 보호됩니다. 1,655 MPa 이상의 강도 수준으로 열처리된 강철 부품은 카드뮴으로 코팅되는 경우 코팅이 진공에서 증착되어야 합니다. 1,655 MPa 미만 강도 수준으로 열처리된 부품은 티타늄 함유 도금욕을 사용하고 이후 약 190°C에서 12시간 베이킹하면 전해 카드뮴 도금이 가능합니다.
압연, 단조, 압출로 금속 부품을 성형하는 주요 이점은 이러한 공정이 설계자에게 입자 흐름 제어 측면에서 제공하는 기회에서 비롯됩니다. 이러한 단조 제품과 유사한 가공 제품의 강도는 거의 항상 입자 흐름의 종방향(또는 이에 상응하는 방향)에서 가장 크며, 주요 가동 하중 방향과 평행한 입자 흐름 패턴을 제공하고, 또한 충분히 미세한 입자 크기의 건전하고 치밀한 양질의 금속이 전체적으로 생성될 때 완제품에서 최대 하중 지지 능력이 달성됩니다.
압연, 단조, 압출된 강철은 가공 주 방향에 정렬된 섬유질 입자 구조를 개발하고 유지합니다. 이 특성은 가공 제품의 외부 및 단면이 적절히 준비되고 에칭되면 가시화됩니다. 섬유는 강철의 미세조직 성분들이 가공 방향으로 신장된 결과입니다. 따라서 '입자 흐름 방향'이라는 용어는 일반적으로 가공 금속 제품 내 이 섬유들의 지배적 방향을 설명하는 데 사용됩니다.
단조 강철에서 입자 흐름 방향은 기계적 특성 측정으로도 입증됩니다. 강도와 연성은 거의 항상 가공 방향과 평행한 방향에서 더 큽니다. 가공 방향에 대해 서로 다른 강도와 연성 값을 보이는 이 특성을 기계적 이방성이라고 하며, 가공 제품 설계에 활용됩니다. 가공 강철에서 최상의 특성이 가장 빈번하게 종방향(또는 이에 상응하는 방향)이지만, 다른 방향의 특성도 주조 잉곳이나 약간만 가공된 잉곳에서 가져온 단조 소재 같은 비가공 제품들보다 우수할 수 있습니다.
직사각형 단면은 종방향, 장횡방향, 단횡방향 세 주요 방향 모두에서 이방성을 보입니다. 직사각형 단면을 사용하는 설계는 이 모든 방향의 특성을 포함하며, 종방향뿐만 아닙니다. 따라서 직사각형 단면의 종방향, 장횡방향, 단횡방향 가동 하중은 별도로 분석됩니다.
모든 단조 강철이 기계적으로 이방성이지만, 이방성이 기계적 특성에 미치는 영향은 금속과 합금마다 다릅니다. 예를 들어, 주어진 조성의 진공 용해 강철은 일반적으로 동일 조성의 통상적 킬드 공기 용해 강철보다 기계적으로 덜 이방성입니다. 입자 흐름 특성인 이방성을 드러내기 위한 에칭 반응도 다양합니다. 내식성이 나쁜 강철은 쉽게 에칭되는 반면, 내식성이 좋은 강철은 더 부식성 강한 에천트와 연장된 에칭 시간이 필요합니다. 일반적으로 피로 특성은 흐름선 방향과 가동 하중에서 오는 응력 방향의 관계에 의해 현저히 영향을 받습니다. 흐름선이 하중 응력에 수직일 때 응력 상승 효과가 생성됩니다.
오랫동안 오일-흑연 혼합물이 탄소강 및 합금강 단조용 윤활제로 일반적으로 사용되어 왔습니다. 그러나 윤활제 기술의 최근 발전으로 수/흑연 혼합물과 수계 합성 윤활제를 포함한 새로운 유형의 윤활제가 개발되었습니다. 일반적으로 사용되는 각 윤활제는 장점과 한계(표 2)가 있으며, 이는 공정 요구사항과 균형을 이루어야 합니다.
| 표 2 강철 열간 단조에 사용되는 주요 윤활제의 장점과 한계 | |||
|---|---|---|---|
| 순번 | 윤활제 유형 | 장점 | 한계 |
| 1 | 수계 미세 흑연 | 연기와 화재 제거; 다이 냉각 제공; 물로 쉽게 희석 가능 | 최상의 결과를 위해 분무 적용 필요 |
| 2 | 수계 합성 | 연기와 화재 제거; 오일이나 수계 흑연보다 깨끗함; 다이 냉각 보조; 쉽게 희석 가능, 초기 혼합 후 교반 불필요; 분무 장비 막힘 감소; 어두운 안료가 부품에 전이되지 않음 | 분무 필요; 심한 단조 작업에 흑연의 윤활성 부족 |
| 3 | 유계 흑연 | 유막이 분무 또는 스왑 적용에 적합; 넓은 온도 범위(최대 540°C)에서 양호한 성능 | 연기, 화재, 유해 냄새 발생; 폭발성으로 다이 수명 단축 가능; 작업자 건강 및 안전에 잠재적 심각한 영향 |
단조용 윤활제 선정은 단조 온도, 다이 온도, 단조 장비, 윤활제 적용 방법, 단조 부품 복잡성, 환경 및 안전 고려사항 등 여러 요소를 기반으로 합니다. 탄소강 및 합금강의 정상 열간 단조 온도에서 수계 흑연 윤활제가 거의 독점적으로 사용되지만, 일부 해머 공장에서는 여전히 유계 흑연을 사용합니다.
탄소강 및 합금강의 가장 일반적인 온간 성형 온도 범위는 540~870°C입니다. 이 온도에서 단조 조건의 심각성 때문에 빌렛 코팅이 다이 윤활제와 함께 자주 사용됩니다. 사용되는 빌렛 코팅에는 유체 캐리어의 흑연이나 인산염 피막 처된 공작물과 함께 사용되는 수계 코팅이 포함됩니다. 더 낮은 단조 온도(약 400°C 미만)에서는 이황화 몰리브덴이 흑연보다 더 큰 하중 지지 능력을 가집니다. 이황화 몰리브덴은 고체 형태로 적용하거나 유체 캐리어에 분산시켜 적용할 수 있습니다.
일반적으로 강철 단조품은 다음 네 가지 조건 중 하나에 기반하여 지정됩니다. (i) 추가 열처리 없이 단조 상태, (ii) 가공성을 위한 열처리, (iii) 최종 기계적/물리적 특성을 위한 열처리, (iv) 특히 복잡한 부품 구성에서 치수 안정성 향상을 위한 특수 열처리.
대부분의 강철 단조품은 사용 전 열처리되지만, 저탄소강(0.1~0.25%C) 상당량은 단조 상태로 사용됩니다. 이러한 단조품에서 가공성은 양호하며, 열처리로 강도 측면에서 얻는 이득은 적습니다. 실제로 여러 널리 사용되는 사양이 이 경제적 옵션을 허용합니다. 노말라이징으로 생성된 특성과 비교할 때 강도와 가공성이 약간 더 우수한데, 이는 입자 크기가 노말라이징 상태보다 다소 조대하기 때문일 가능성이 높습니다.
완제품 기계 가공 부품을 대략 치수 단조품에서 생산할 때, 가공성은 공구 수명 최적화, 생산성 증대, 또는 둘 다를 위해 중요한 고려사항이 됩니다. 사양이나 단조 도면에서 열처리를 지정할 수 있습니다. 그러나 사양에서 최대 경도나 미세조직 사양만 주는 경우, 가장 경제적이고 효과적인 열 사이클을 선택해야 합니다. 사용 가능한 열처리에는 완전 어닐링, 구상화 어닐링, 아임계 어닐링, 노말라이징, 노말라이징 및 템퍼링이 포함됩니다. 선택된 열처리는 강철 조성과 수행될 기계 가공에 따라 달라집니다. 일부 강종은 본질적으로 부드러운 반면, 다른 강종은 열간 단조 후 마감 온도에서 냉각 시 꽤 단단해집니다. 보통 어떤 유형의 어닐링이 가공성 개선을 위해 필요하거나 지정됩니다.
노말라이징 또는 노말라이징 및 템퍼링으로 필요한 최소 경도와 최소 인장 강도를 생성할 수 있습니다. 그러나 대부분의 강철에서는 경화(오스테나이트화)와 퀜칭(단면 크기와 경화성에 따라 오일, 물, 또는 다른 매체), 그리고 적절한 경도, 강도, 연성, 충격 특성을 생성하기 위한 템퍼링 사이클이 사용됩니다. 1,035 MPa 강도 수준 이상의 열처리 강철 단조품과 단면 크기 변동이 있는 경우, 오스테나이트화 전 노말라이징하여 균일한 입자 크기를 생성하고 내부 잔류 응력을 최소화하는 것이 일반적인 관행입니다. 일부 경우 단조 열을 오스테나이트화 사이클로 사용하고 단조기에서 퀜칭하는 것이 일반적 관행입니다. 단조품은 템퍼링되어 열처리 사이클을 완료합니다. 이 절차에는 명백한 한계가 있지만, 적용 가능한 경우(보통 최종 기계 가공이 거의 필요 없는 탄소강의 대칭 형상) 확실한 경제성이 가능합니다.
특수 열처리, 특히 더 복잡한 부품 구성에서는 치수 왜곡 제어, 기계 가공 전후 잔류 응력 완화, 퀜치 균열 방지, 열충격 또는 표면(케이스) 경화 방지에 사용됩니다. 대부분의 열처리 사이클이 적용될 수 있지만, 매우 특정한 처리가 필요할 수 있습니다. 이러한 처리는 일반적으로 인접 단면 두께 차이가 있는 복잡한 단조 구성이나 매우 높은 경화성 강철 및 합금에 적용됩니다. 치수가 중요한 완제품의 안정성이 열처리 후 단조품의 경미한 기계 가공만 허용할 때, 마퀜칭(마템퍼링), 응력 완화, 다중 템퍼링 등 특수 처리를 사용할 수 있습니다.
크랭크샤프트, 캠샤프트, 기어, 단조 롤, 링, 특정 베어링, 기타 기계 부품 등 많은 용도에서 내마모성을 위해 표면 경도 증가가 필요합니다. 중요한 표면은 보통 기계 가공 후 화염 또는 유도 경화, 침탄, 탄질화, 질화로 경화됩니다. 이 공정들은 비용 증가 순서와 최대 온도 감소 순서로 대략 나열되어 있습니다. 후자 고려사항은 치수 왜곡이 일반적으로 온도 감소와 함께 감소하기 때문에 중요합니다. 이는 특히 질화에서 참인데, 질화는 단조에 사용된 강철의 템퍼링 온도 아래에서 보통 수행되기 때문입니다.
마이크로알로이링(바나듐, 니오븀 등 소량 원소로 강철 강화)은 1960년대부터 저탄소강의 미세조직과 특성 제어를 위해 실용화되었습니다. 초기 개발 대부분은 마이크로알로이 침전, 제어 압연, 현대 제강 기술이 결합되어 저탄소강 대비 강도를 크게 증가시킨 플레이트 및 시트 제품과 관련되었습니다.
마이크로알로이링 기술의 단조 강철 적용은 평판 압연 제품에 비해 뒤쳐져 있었는데, 이는 단조 강철의 다른 특성 요구사항과 열역학적 기계적 가공 때문입니다. 단조 강철은 일반적으로 고강도, 피로 저항, 내마모성이 필요한 용도에 사용됩니다. 이러한 요구사항은 대부분 중탄소강으로 충족됩니다. 따라서 마이크로알로이 단조 강철 개발은 0.3~0.5%C를 함유한 강종을 기반으로 이루어졌습니다.
마이크로알로이 단조 강철 개발의 원동력은 생산 비용 절감 필요성이었습니다. 이는 이러한 소재에서 단순화된 열역학적 기계적 처리(즉, 열간 단조 후 제어 냉각)로 기존 탄소강 및 합금강에 필요한 별도 퀜칭 및 템퍼링 처리 없이 원하는 특성을 달성함으로써 달성됩니다. 그림 6에서 기존(퀜칭 및 템퍼링) 강철 처리 순서가 마이크로알로이 강철 단조 공정과 비교되어 있습니다.
그림 6 마이크로알로이 강철과 단조품
단조용으로 개발된 대부분의 마이크로알로이 강철은 0.3~0.5% 탄소 함량 범위를 가지며, 이는 상당한 양의 펄라이트를 형성하기에 충분히 높습니다. 펄라이트는 상당한 강화에 기여합니다. 이 탄소 수준은 오스테나이트 내 마이크로알로이 성분의 용해도도 감소시킵니다.
탄소질화물 침전물 형성은 마이크로알로이 단조 강철의 다른 주요 강화 메커니즘입니다. 0.05~0.2% 범위의 바나듐이 단조 강철에 사용되는 가장 일반적인 마이크로알로이 첨가입니다. 니오븀과 티타늄은 오스테나이트 입자 크기 제어를 제공하여 강도와 인성을 향상시킵니다. 니오븀은 바나듐과 조합되어 오스테나이트 입자 크기 제어(니오븀에서)와 탄소질화물 침전(바나듐에서)의 이점을 동시에 달성하는 데 자주 사용됩니다.
망간은 많은 마이크로알로이 단조 강철에서 상대적으로 많은 양(1.4~1.5%)으로 사용됩니다. 이는 펄라이트의 층간 간격을 유지하면서 시멘타이트 판 두께를 감소시키는 경향이 있습니다. 따라서 높은 망간 수준은 높은 경도에 필요한 많은 양의 펄라이트를 유지하기 위해 더 낮은 탄소 함량을 요구합니다. 망간은 상당한 고용체 강화도 제공하고, 바나듐 탄소질화물 용해도를 향상시키며, 이들 상의 솔버스 온도를 낮춥니다.
대부분 상업용 마이크로알로이 단조 강철의 실리콘 함량은 약 0.3%입니다. 일부 강종은 최대 0.7%까지 함유합니다. 더 높은 실리콘 함량은 더 낮은 실리콘 함량의 페라이트-펄라이트 강철에서 형성되는 것에 비해 페라이트 양이 증가하기 때문에 현저히 더 높은 인성과 연관됩니다.
많은 마이크로알로이 단조 강철, 특히 가공성이 중요한 자동차 단조품에 필요한 것들은 상대적으로 높은 황 함량을 가집니다. 더 높은 황 함량은 퀜칭 및 템퍼링 강철과 비슷한 가공성에 기여합니다.
경화성 미세입자 강철에서와 같이, 알루미늄은 마이크로알로이 강철에서 오스테나이트 입자 크기 제어에 중요합니다. 알루미늄 입자 크기 제어 메커니즘은 질화 알루미늄 입자 형성입니다. 질소가 바나듐 탄소질화물의 주요 간극 성분임이 밝혀졌습니다. 이 이유로, 바나듐 함유 마이크로알로이 강철에서 효과적인 침전 강화를 촉진하기 위해 중간에서 높은 질소 함량이 필요합니다.
입자 크기 제어 개념은 평판 압연 제품 생산에서 수년간 사용되어 왔습니다. 특히 플레이트 압연에서 소량 니오븐 첨가로 오스테나이트 재결정 온도를 높이는 능력은 잘 알려져 있습니다. 이러한 강철을 생산하는 공정을 보통 제어 압연이라고 합니다. 오스테나이트 입자 크기 제어의 이점은 평판 압연 제품에만 국한되지 않습니다. 바 압연에 필요한 더 높은 마감 온도가 미세조직 제어에 대한 이 접근법의 유용성을 제한하지만, 마이크로알로이 바 강철의 마감 온도도 제어되어야 합니다.
강도는 마감 온도에 의해 크게 영향을 받지 않지만, 바나듐 함유 마이크로알로이 강철의 인성은 마감 온도 증가에 따라 감소하는 것으로 나타났습니다. 이 효과는 그림 6에 나와 있는데, 세 온도에서 마감된 마이크로알로이 강철의 샤르피 V-노치 충격 강도를 비교합니다. 높은 마감 온도가 충격 인성에 미치는 이러한 해로운 효과는 단조 작업에도 적용됩니다. 즉, 단조에서 마감 온도가 낮을수록 결과 인성이 더 높고, 그 반대도 마찬가지입니다. 광범위한 테스트 후 단조 마감 온도가 1000°C 근처로 낮아지면 열간 압연 바와 동등하거나 더 나은 충격 특성이 결과로 나타남을 보였습니다. 또한 급속 유도 예열이 마이크로알로이 단조 강철에 유익함과 표준 마이크로알로이 단조품 10%(재황 강종 20%)의 비용 절감이 가능함도 보였습니다.
더 낮은 마감 온도는 그러나 더 높은 단조 압력(따라서 더 높은 기계 용량 필요)과 증가된 다이 마모라는 대가를 치릅니다. 더 낮은 마감 온도로 인한 향상된 인성 및 열처리 제거로 달성 가능한 비용 절감은 이러한 요인들로 인한 비용 증가와 비교 검토되어야 합니다.
냉간 헤딩으로 고강도 패스너 생산에 사용되는 강철은 이전에 퀜칭 및 템퍼링 합금강으로 생산되었습니다. 충분한 강도와 적절한 연성을 얻기 위해 6단계 공정이 필요했습니다. 최근 개발로 니오븀-붕소 마이크로알로이 강철이 사용되게 되었으며, 이들은 열처리가 필요 없습니다. 이 강철들은 니오븀과 붕소 첨가로 높은 가공 경화율을 가진 베이나이트 구조를 개발합니다. 대부분의 경우 냉간 헤딩의 변형을 이용하여 열처리 없이 필요한 강도 수준을 달성합니다.
제조공정
카본 아크 용접(Carbon Arc Welding, CAW)이란? 카본 아크 용접(CAW)은 소모되지 않는 탄소(흑연) 전극과 공작물 사이에 아크를 발생시켜 열을 가해 금속을 융합하는 공정입니다. 탄소 전극으로 전극과 피접합재 사이에 전극 아크를 만듭니다. 최초로 개발된 아크 용접 공정이지만, 현재는 트윈 카본 아크 용접(TCAW) 등 변형 공정에 밀려 제한적으로만 쓰입니다. 아크 용접의 목적은 별개 금속 간 결합입니다. 이 아크는 3,000°C 이상의 고온을 내며, 이 온도에서 금속들이 융합되어 하나로 결합됩니다. 관련: 아크 용
탄소섬유(CF)는 지름 5~10마이크로미터의 섬유로, 대부분 탄소 원자로 구성됩니다. 탄소섬유의 주요 장점은 다음과 같습니다: 높은 강성, 높은 인장 강도, 경량 및 뛰어난 내화학성. 이 글을 읽으면 탄소섬유의 주요 분류, 필요한 원자재, 상세한 제조 공정을 이해할 수 있습니다. 이를 통해 탄소섬유 제품의 품질을 빠르게 판단하고 전체 제조 공정을 효율적으로 파악할 수 있습니다. 1. 탄소섬유의 일반적 분류 A. 인장 탄성률 기준 섬유의 인장 탄성률이 탄소섬유 분류의 핵심 기준입니다. 인장 탄성률은 탄성 계수의 줄임말로, 일정
