단철(단조 철)의 모든 것: 특성, 용도, 역사

단철(단조 철)의 용도가 그 특성과 장점 덕분에 매우 흔합니다. 단철은 주조보다는 단조나 압연에 적합한 강인하고 연성 있는 철의 형태로, 용융된 선철을 퍼들링(puddling)해 얻습니다. 거의 순수하지만 슬래그(slag)가 필라멘트 형태로 일부 포함돼 있습니다. 탄소 함량이 매우 낮은 합금입니다. 효과적인 제강법이 개발되기 전에는 단철이 가장 흔한 연성 철 형태였습니다.

오늘 단철의 정의, 특성, 용도, 제조법을 알아보겠습니다. 단철의 장단점도 함께 살펴봅니다.

단철의 특성

단철은 탄소 함량이 0.08% 미만인 선철을 제련해 얻은 철입니다. 강인하고, 연성 있으며, 연전성이 있고, 내식성이 있으며, 쉽게 용접할 수 있습니다. '단조(wrought)'라는 용어는 녹은 슬래그를 배출할 만큼 충분히 뜨거울 때 망치로 두드리거나 압연하거나 다른 방식으로 가공할 수 있는 능력을 의미합니다. 강인함 덕분에 내피로성이 있으며, 주철보다 탄소 함량이 적어 더 부드럽고 연전성이 있습니다.

단철은 소량의 슬래그가 섬유 형태로 단조돼 나온 고도로 정제된 철입니다. 99% 철을 함유해 단조, 굽힘, 인발 공정을 쉽게 거칠 수 있습니다. 단철의 특성은 다음과 같습니다:

• 뛰어난 용접성
• 연전성
• 열처리 영향 없음. 즉, 가열과 담금질로 경화할 수 없음
• 연성
• 높은 인장 강도
• 높은 압축 강도
• 쉽게 단조 가능
• 돌발 하중을 견딜 수 없음

단철의 용도

단철은 펜스, 게이트, 난간, 발코니, 현관, 캐노피, 지붕 장식, 그릴, 하드웨어, 못, 철 크램프, 램프, 인장 구조 부재(I빔, H빔 등) 등 장식용 품목에 널리 사용됩니다.

단철은 19세기 건물 건설에 널리 사용됐으나 20세기에는 강철로 대체됐습니다. 강철이 널리 보급됐기 때문입니다.

금속 재료는 용접이나 리벳으로 부품을 결합할 수 있습니다. 단철의 열화는 오랜 기간에 걸쳐 점진적으로 발생하므로 적절한 정기 또는 유지보수 관리가 필요합니다. 단철의 강도 값은 220 N/mm²인 반면 연강은 230 N/mm²입니다.

단철은 탄소와 합금 함량이 매우 낮고 압연된 슬래그를 포함합니다. 슬래그는 용접 시 접합부에 결함을 일으킬 수 있습니다. 단철에 저전류 기법을 사용하면 이를 방지하거나 최소화할 수 있습니다. 단철의 용도는 다음과 같습니다:

• 테이블 베이스, 커튼 봉, 캔들 홀더 등 장식품
• 볼트, 너트, 리벳 제조
• 체인 제조
• 펜스와 게이트
• 파이프 제조
• 크레인 후크
• 난간
• 목공 도구
• 단조품
• 철도 연결기

단철 제조 방법

단철은 선철에서 단계적으로 생산됩니다. 매우 순수한 철(탄소 0.02~0.05%, 규산질 슬래그)로 구성됩니다. 선철에서 단철을 생산하는 단계는 용해와 퍼들링(puddling)을 포함해 산소에 노출시켜 실리콘, 탄소, 망간 같은 불순물을 산화 제거합니다. 그런 다음 반용융 상태의 페이스트 같은 철과 슬래그 혼합물이 될 때까지 냉각합니다. 단철은 섬유질 외관으로 유명합니다. 가공할 때마다 강해지며, 강한 열(예: 화재)에 노출되지 않는 한 실패 없이 변형됩니다.

아래 비디오를 보고 단철 제조 방법을 알아보세요:

단철의 장단점

장점:

단철의 다양한 용도에서의 이점:

• 강인함
• 뛰어난 용접성
• 높은 인장 강도
• 높은 압축 강도
• 단조품 쉽게 제작 가능

단점:

단철의 좋은 장점에도 불구하고 몇 가지 한계가 있습니다. 단철의 다양한 용도에서의 단점:

• 가열과 담금질로 경화할 수 없음
• 돌발 하중을 견딜 수 없음

이상으로 단철의 정의, 특성, 용도, 제조법, 장단점에 대해 논의했습니다. 읽어주셔서 감사합니다. 유익했다면 다른 학생들과 공유해 주세요. 다음에 또 뵙겠습니다!