저탄소강 vs 고탄소강: 핵심 차이점 완벽 정리

강의 화학 성분에 따라 탄소강과 합금강 두 범주로 나눌 수 있습니다.

탄소강은 다음과 같이 나뉩니다:

• 저탄소강: 탄소 함량 0.25% 미만
• 중탄소강: 탄소 함량 0.25%~0.6%
• 고탄소강: 탄소 함량 0.6% 초과

연강(Mild steel)은 탄소 함량 0.25% 미만 탄소강입니다. 강도와 경도가 낮고 부드러워 연강이라고도 부릅니다. 대부분 일반 탄소 구조용 강과 일부 고품질 탄소 구조용 강이 포함되며, 대부분 열처리 없이 공학 구조용 부품으로 사용되고, 일부는 침탄 등 열처리 후 내마모성 요구 기계 부품으로 사용됩니다.

중탄소강은 열간 가공과 절삭 성능이 좋지만 용접 성능은 나쁩니다. 강도와 경도는 저탄소강보다 높고, 소성과 인성은 저탄소강보다 낮습니다. 열처리 없이 직접 사용하거나, 냉간 압연재, 냉간 인발재, 또는 열처리 후 사용 가능. 퀜칭 및 템퍼링한 중탄소강은 종합 기계적 성질이 좋습니다. 달성 가능한 최고 경도는 약 HRC55(HB538), σb는 600~1100MPa. 따라서 중탄소강은 중강도 레벨 다양한 용도에서 가장 널리 사용됩니다. 건축 자재 외에 다양한 기계 부품 제조에도 널리 쓰입니다.

고탄소강(High Carbon Steel)은 흔히 공구강이라 불리며, 탄소 함량 0.60%~1.70%로 퀜칭 및 템퍼링 가능, 용접 성능 나쁨. 망치, 쇠지레 등은 탄소 함량 0.75% 강으로 제작. 드릴 비트, 탭, 리머 등 절삭 공구는 탄소 함량 0.90%~1.00% 강으로 제작.

강의 용접 성능은 주로 화학 성분에 달려 있습니다. 가장 영향력 있는 원소는 탄소로, 금속 탄소 함량이 용접성을 결정합니다. 강의 다른 합금 원소 대부분은 용접에 좋지 않지만, 영향 정도는 일반적으로 탄소보다 훨씬 작습니다.

일반적으로 저탄소강은 용접성이 좋고 특별 공정 조치 불필요. 저온, 후판, 고요구 시 알칼리 전극 사용과 적절한 예열만 필요. 저탄소강 탄소와 황 함량이 상한 초과 시 고품질 저수소 용접봉 사용, 예열과 후열 조치 외에 홈 형태 합리적 선택과 용입비 감소로 열균열 방지 필요.

중탄소강은 용접 시 냉균열 경향. 탄소 함량 높을수록 열영향부 경화 경향 커지고 냉균열 경향 커지며 용접성 나빠짐. 모재 탄소 함량 증가에 따라 용접 금속 탄소 함량도 증가. 황의 악영향과 결합해 용접부 열균열 형성 쉬움. 따라서 중탄소강 용접은 내균열성 좋은 알칼리 전극 사용, 예열과 후열 조치로 균열 경향 감소 필요.

고탄소강 용접 시 이 강은 탄소 함량 높아 용접 중 큰 용접 응력 발생. 용접 열영향부 경화와 냉균열 경향 더 크고, 용접부도 열균열 생기기 쉬움. 고탄소강은 중탄소강보다 용접 시 열균열 더 잘 생기므로 이 강종 용접성이 최악. 일반 용접 구조물에 사용 안 하고 주물 수리 용접이나 서페이싱에만 사용. 용접 후 용접물 템퍼링으로 응력 제거, 조직 고정, 균열 방지, 용접부 성능 개선 필요.