합금강은 철과 탄소 외에 다른 원소가 첨가된 강을 합금강이라고 합니다. 일반 탄소강에 하나 이상의 합금 원소를 적당량 첨가하여 형성된 철-탄소 합금. 첨가된 원소와 적절한 가공기술에 따라 고강도, 고인성, 내마모성, 내식성, 내저온성, 고온저항성, 비자성 등과 같은 특수한 특성을 얻을 수 있습니다. 금강의 분류 합금강에는 다양한 종류가 있습니다. 일반적으로 저합금강(함량 <5%), 중합금강(함량 5~10%), 고합금강(함량>10%)으로 구분됩니다. 합금 원소의 함량에 따라 특성과 용도에 따라 고품질 합금강과 특수 합금강으로 구분되며 합금 구조용 강, 내산성 강, 내마모성 강으로 구분됩니다. 내열강, 내열강, 합금 공구강, 구름 베어링강, 합금 스프링강 및 특수 특성강(예: 연자성강, 영구자석강, 비자성강) 등 철, 탄소 및 소량의 불가피한 규소, 망간, 인 및 황 원소 외에도 강철에는 일정량의 합금 원소가 포함되어 있습니다. 강철의 합금 원소에는 규소, 망간, 몰리브덴, 니켈, 인, 황산 및 티타늄이 포함됩니다. , 니오븀, 붕소, 납, 희토류 등 그중 하나 이상을 합금강이라고 합니다. 각국의 합금강계는 그 나라의 자원여건, 생산, 사용조건에 따라 다양하다. 과거 외국에서는 니켈강계, 니켈강계를 개발해 왔지만 우리나라는 규소, 망간, 바나듐, 티타늄, 니오븀, 붕소 등이 발견됐다. , 납 및 희토류가 합금강 시스템으로 사용됩니다. 합금강은 전체 철강 생산량의 약 10%를 차지합니다. 일반적으로 합금강은 전기로에서 제련됩니다. 용도에 따라 합금구조강, 스프링강, 베어링강, 합금공구강, 고속공구강, 스테인레스강, 내열박리강, 전기용 실리콘강 등이 있습니다. 담금질 및 템퍼링된 강철 1. 2. 합금 원소 함량이 낮은 중탄소 합금강; 더 높은 강도 3. 고온용 볼트, 너트 재질 등에 사용됩니다. 스프링 강 1은 담금질 및 템퍼링 강철보다 탄소 함량이 높고, 2는 담금질 및 템퍼링 처리 후 강도가 높고 피로 저항이 더 높습니다. 3은 스프링 재료에 사용됩니다. 롤링 베어링 강 1. 합금 함량이 높은 고탄소 합금강 2. 높고 균일한 경도 및 내마모성 3. 롤링 베어링에 사용됩니다. 합금 공구강 측정 공구강 1. 합금 원소 함량이 낮은 고탄소 합금강 2. 높은 경도 및 내마모성, 우수한 가공 성능 및 우수한 안정성 3. 측정 공구 재료로 사용됩니다. 특수 성능 강철 스테인레스 스틸 1. 저탄소 고 합금강 2. 내식성이 우수합니다. 3. 내식성에 사용되며 일부는 내열성 재료로 사용할 수 있습니다. 내열강 1. 저탄소 고 합금강 2. 내열성이 우수합니다. 3. 내열 재료에 사용되며 일부는 부식 방지 재료로 사용될 수 있습니다. 저온 강 1. 저탄소 합금강, 저온 저항 정도에 따라 합금 원소가 높거나 낮습니다. 2. 저온 저항이 우수합니다. 3. 저온 재료에 사용됩니다(특수강은 니켈입니다. 강철). 탄화물의 경향에 따른 분류 합금강은 강철에서 탄화물을 형성하는 다양한 원소의 경향에 따라 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. ① 바나듐, 티타늄, 니오븀, 지르코늄 등과 같은 강한 탄화물 형성 원소. 탄소가 충분하면 이러한 원소는 적절한 조건에서 각각의 탄화물을 형성합니다. 탄소 결핍 또는 높은 스테인리스강 온도에서만 원자 상태로 고용체에 들어갑니다. ② 망간, 크롬, 텅스텐, 몰리브덴 등의 탄화물 형성 원소 이들 원소의 일부는 원자 상태에서 고용체에 들어가고, 다른 부분은 (Fe, Mn)3C, (Fe, Cr)3C 등과 같은 대체 합금 시멘타이트를 형성합니다. 함량이 특정 한도를 초과하는 경우(망간 제외) ), (Fe, Cr)7C3, (Fe, W)6C 등과 같은 각각의 탄화물을 형성합니다. ③ 실리콘, 알루미늄, 구리, 니켈, 코발트 등의 탄화물 원소를 형성하지 않습니다. 이러한 원소는 일반적으로 오스테나이트 및 페라이트와 같은 고용체에서 원자 형태로 존재합니다. 알루미늄, 망간, 규소, 티타늄, 지르코늄 등과 같은 합금 원소 중 활성 원소 중 일부는 강철의 산소 및 질소와 쉽게 결합하여 안정적인 산화물 및 질화물을 형성할 수 있으며, 이는 일반적으로 강철에 개재물의 형태로 존재합니다. 강철. 망간 및 지르코늄과 같은 원소도 황과 황화물 혼합물을 형성합니다. 강철에 니켈, 티타늄, 알루미늄, 몰리브덴과 같은 원소가 충분히 포함되어 있으면 다양한 유형의 금속간 화합물이 형성될 수 있습니다. 구리 및 납과 같은 일부 합금 원소의 함량이 강철에서의 용해도를 초과하는 경우 상대적으로 순수한 금속 상에 존재하게 됩니다. 강철의 특성은 강철의 상 조성, 상의 조성 및 구조, 강철 내 다양한 ​​상의 부피 성분 및 서로에 대한 분포 상태에 따라 달라집니다.

합금 요소는 위의 요소에 영향을 미치는 방식으로 작동합니다. 강의 상변태점에 대한 영향은 주로 강의 상변태점의 위치를 ​​변화시키는 것이며, 이는 대략 다음 세 가지 측면으로 요약될 수 있습니다. ①상변태점 온도의 변화. 일반적으로 망간, 니켈, 탄소, 질소, 구리, 아연 등과 같이 γ 상(오스테나이트) 영역을 확장하는 원소는 A3 지점에서 온도를 낮추고 반대로 A4 지점에서 온도를 증가시킵니다. 지르코늄, 붕소, 규소, 인, 티타늄, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐, 니오븀 등과 같은 γ 상 영역은 A3 지점의 온도를 높이고 A4 지점의 온도를 감소시킵니다. 코발트만이 A3 및 A4 지점의 온도를 증가시킵니다. 크롬의 역할은 매우 특별합니다. 크롬 함량이 7% 미만이면 A3 지점의 온도가 감소합니다. 크롬 함량이 7%보다 높으면 A3 지점의 온도가 높아집니다. ②해석점 S의 위치를 ​​변경합니다. γ상 면적을 축소하는 요소는 강수점 S의 온도를 증가시키고, γ상 면적을 확장하는 요소는 반대의 역할을 합니다. 또한, 거의 모든 합금 원소는 석출점 S의 탄소 함량을 감소시키고 S점을 왼쪽으로 이동시킵니다. 그러나 바나듐, 티타늄, 니오븀 등(텅스텐, 몰리브덴 포함)과 같은 탄화물 형성 원소의 함량이 일정 한도에 도달하면 S점이 오른쪽으로 이동합니다. ③γ상 영역의 모양, 크기, 위치를 변경합니다. 이 효과는 더욱 복잡하며 일반적으로 합금 원소의 함량이 높을 때 상당한 변화를 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 니켈 또는 망간 함량이 높으면 γ 상 영역이 실온 이하로 확장되어 강철이 단상 오스테나이트 조직이 될 수 있으며, 실리콘 또는 크롬 함량이 높으면 γ 상 영역이 확장될 수 있습니다. 매우 작게 감소하거나 심지어 완전히 사라져서 어떤 온도에서도 강철을 페라이트 구조로 만듭니다. [이 단락 편집] 합금강에서 합금 원소의 역할 1. 탄소(C): 강철에 탄소 함량이 증가함에 따라 항복점과 인장 강도가 증가하지만, 탄소 구조용 합금강의 가소성 및 펀칭 특성이 감소합니다. 0.23을 초과하면 강의 용접성이 저하되므로 일반적으로 용접에 사용되는 저합금 구조강의 탄소 함량은 0.20을 초과하지 않는다. 높은 탄소 함량은 또한 강철의 대기 내식성을 감소시키며, 야외 창고의 고탄소 강철은 쉽게 녹슬게 됩니다. 또한 탄소는 강철의 저온 취성과 노화 민감도를 증가시킬 수 있습니다. 2. 규소(Si): 규소는 제강 과정에서 환원제, 탈산제로 첨가되므로 킬드강에는 0.15~0.30개의 규소가 함유되어 있습니다. 강철의 실리콘 함량이 0.50-0.60을 초과하면 실리콘은 합금 원소로 간주됩니다. 실리콘은 강철의 탄성 한계, 항복점 및 인장 강도를 크게 증가시킬 수 있으므로 스프링 강철에 널리 사용됩니다. 담금질 및 템퍼링된 구조용 강철에 1.0-1.2 실리콘을 추가하면 강도가 15-20% 증가할 수 있습니다. 실리콘은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬 등과 결합하여 내식성, 내산화성을 향상시키며 내열강을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 규소 1~4를 함유한 저탄소강은 투자율이 매우 높아 전기산업에서 규소강판 제조에 사용됩니다. 실리콘 함량이 증가하면 강철의 용접 성능이 저하됩니다. 3. 망간(Mn): 제강 공정에서 망간은 좋은 탈산제 및 탈황제입니다. 일반적으로 강철에는 0.30-0.50 망간이 포함되어 있습니다. 탄소강에 0.70 이상을 첨가하면 "망간강"이라고 하는데, 일반강보다 강량이 많은 강일수록 인성이 충분할 뿐만 아니라 강도와 경도가 높아 강의 담금질성이 좋아지고, 16Mn 강철의 항복점은 A3보다 40% 더 높습니다. 망간 11-14를 함유한 강철은 내마모성이 매우 높아 굴삭기 버킷, 볼밀 라이닝 등에 사용됩니다. 망간 함량이 증가하면 강철의 내식성이 약화되고 용접 성능이 저하됩니다. 4. 인(P): 정상적인 상황에서 인은 강철의 유해 원소로 강철의 냉간 취성을 증가시키고 용접 성능을 저하시키며 가소성을 감소시키고 냉간 굽힘 성능을 악화시킵니다. 따라서 강철의 인 함량은 일반적으로 0.045 미만으로 요구되며 고품질 강철에 대한 요구 사항은 훨씬 더 낮습니다. 5. 황(S): 황은 일반적인 상황에서도 유해한 원소입니다. 이는 강철을 열간 취성으로 만들고, 연성과 인성을 감소시키며, 단조 및 압연 중에 균열을 유발합니다. 황은 또한 용접 성능에 해로우며 내식성을 감소시킵니다. 따라서 일반적으로 황 함량은 0.055 미만이 요구되며, 고급강은 0.040 미만이 요구됩니다. 강에 황을 0.08~0.20 정도 첨가하면 가공성을 향상시킬 수 있어 보통 쾌삭강이라고 부릅니다. 6. 크롬(Cr): 구조용 강철 및 공구강에서 크롬은 강도, 경도 및 내마모성을 크게 향상시키는 동시에 가소성과 인성을 감소시킵니다. 크롬은 또한 강철의 내산화성과 내식성을 향상시킬 수 있으므로 스테인리스강과 내열강의 중요한 합금 원소입니다. 7. 니켈(Ni): 니켈은 우수한 가소성과 인성을 유지하면서 강철의 강도를 향상시킬 수 있습니다. 니켈은 산과 알칼리에 대한 내식성이 높고, 고온에서 녹 방지 및 내열성이 있습니다.

그러나 니켈은 희소자원이기 때문에 니켈-크롬강 대신 다른 합금원소를 사용해야 한다. 8. 몰리브덴(Mo): 몰리브덴은 강의 입자를 미세하게 하고 경화성과 열강도 특성을 개선하며 고온에서 충분한 강도와 크리프 저항성을 유지할 수 있습니다(고온에서 장기간 응력을 가하면 변형이 발생하는데 이를 크리프라고 합니다). 구조용 강철에 몰리브덴을 첨가하면 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 화재로 인한 합금강의 취성을 억제할 수 있습니다. 공구강에서는 붉은색을 개선할 수 있습니다. 9. 티타늄(Ti): 티타늄은 강철의 강력한 탈산제입니다. 강철의 내부 구조를 조밀하게 만들고 입자력을 개선하여 노화 민감도와 냉간 취성을 줄일 수 있습니다. 용접 성능을 향상시킵니다. 크롬 18 니켈 9 오스테나이트 스테인리스강에 적절한 티타늄을 첨가하면 입계 부식을 방지할 수 있습니다. 10. 바나듐(V): 바나듐은 강철의 탁월한 탈산제이다. 강철에 바나듐을 0.5% 첨가하면 구조 입자가 미세해지고 강도와 인성이 향상됩니다. 바나듐과 탄소로 형성된 탄화물은 고온 및 고압 하에서 수소 내식성을 향상시킬 수 있습니다. 11. 텅스텐(W) : 텅스텐은 융점이 높고 비중이 큰 귀성(Guisheng)의 합금원소이다. 텅스텐과 탄소는 높은 경도와 내마모성을 갖는 텅스텐 카바이드를 형성합니다. 공구강에 텅스텐을 첨가하면 적색경도와 열강도가 크게 향상되어 절삭공구, 단조금형 등으로 사용됩니다. 12. 니오븀(Nb): 니오븀은 결정립을 미세화하고 강철의 과열 민감도와 취성을 감소시키며 강도를 증가시키지만 가소성 및 인성은 감소합니다. 일반 저합금강에 니오븀을 첨가하면 대기 부식에 대한 저항성과 고온에서 수소, 질소, 암모니아 부식에 대한 저항성을 향상시킬 수 있습니다. 니오브는 용접 특성을 향상시킵니다. 오스테나이트계 스테인리스강에 니오븀을 첨가하면 입계 부식을 방지할 수 있습니다. 13. 코발트(Co): 코발트는 희귀한 귀금속으로 주로 내열강, 자성재료 등 특수강 및 합금에 사용된다. 14. 구리(Cu): 우한철강주식회사가 다예 광석으로 만든 강철에는 구리가 함유된 경우가 많습니다. 구리는 강도와 인성, 특히 대기 내식성을 향상시킬 수 있습니다. 단점은 열간 가공 시 열취성이 발생하기 쉽고, 구리 함량이 0.5를 초과하면 가소성이 크게 감소한다는 점입니다. 구리 함량이 0.50 미만이면 용접성에 영향을 주지 않습니다. 15. 알루미늄(Al): 알루미늄은 강철에서 일반적으로 사용되는 탈산제입니다. 강판에 소량의 알루미늄을 첨가하면 결정립이 미세화되고 충격 인성이 향상됩니다. 예를 들어 딥 드로잉 박판용 08Al강과 같습니다. 알루미늄은 또한 항산화 및 부식 방지 특성을 가지고 있으며 알루미늄, 크롬 및 실리콘의 조합은 강철의 고온 박리 성능과 고온 내식성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 알루미늄의 단점은 강의 열간 가공 성능, 용접 성능, 절삭 성능에 영향을 미친다는 것입니다. 16. 붕소(B): 강철에 미량의 붕소를 첨가하면 강철의 치밀성과 열간압연 특성을 향상시키고 강도를 높일 수 있습니다. 17. 질소(N): 질소는 강철의 강도, 저온 인성 및 용접성을 향상시키고 노화 민감도를 높일 수 있습니다. 18. 희토류(Xt): 희토류 원소는 주기율표에서 원자 번호 57~71의 15개 란탄족 원소를 말합니다. 이들 원소는 모두 금속이지만 산화물은 "토류"와 매우 유사하므로 관례적으로 희토류라고 불립니다. 강철에 희토류를 첨가하면 강철 내 개재물의 조성, 모양, 분포 및 특성이 변화되어 인성, 용접성, 냉간 가공 특성과 같은 강철의 다양한 특성이 향상됩니다. 쟁기질 강철에 희토류를 첨가하면 내마모성을 향상시킬 수 있습니다. 강의 가열 및 냉각 시 상변태에 미치는 영향 강의 가열 시 주요 고체 상변태는 비오스테나이트상에서 오스테나이트상으로의 변태, 즉 오스테나이트화 과정이다. 전체 과정은 탄소의 확산과 관련이 있습니다. 합금 원소 중 니켈, 코발트 등의 비탄화물 형성 원소는 오스테나이트 내 탄소의 활성화 에너지를 감소시켜 오스테나이트 형성 속도를 증가시키는 반면, 바나듐, 티타늄, 텅스텐 등과 같은 강한 탄화물 형성 원소는 오스테나이트 형성을 강력하게 방해합니다. 탄소가 강철에 확산되면 오스테나이트화 공정이 크게 느려집니다. 강이 냉각될 때의 상변태는 펄라이트 변태(분석적 분해), 베이나이트 변태, 마르텐사이트 변태를 포함하는 과냉각된 오스테나이트의 분해를 의미합니다. 대부분의 강철에는 여러 합금 원소의 상호 작용이 포함되어 있으므로 냉각 시 강철의 상 변형에 미치는 영향은 훨씬 더 복잡합니다. 예를 들어 과냉각 오스테나이트의 등온 변태 곡선에 합금 원소가 미치는 영향을 생각해 보세요. 코발트와 알루미늄을 제외한 대부분의 합금 원소는 오스테나이트의 등온 분해를 늦추는 역할을 하지만 다양한 원소의 역할이 다릅니다. 다른. 비탄화물 형성 원소(예: 실리콘, 인, 니켈, 구리)와 소량의 탄화물 형성 원소(예: 바나듐, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐), 오스테나이트에서 펄라이트로의 변태 및 베이나이트로의 변태 영향 중요하지 않으므로 전환 곡선이 오른쪽으로 이동합니다.

경화성을 향상시킬 수 있는 모든 합금 원소는 강철의 용접성에 해롭습니다. 왜냐하면 냉각 시 용융선에 가까운 용접 열영향부에는 마르텐사이트와 같은 단단하고 부서지기 쉬운 조직이 쉽게 형성되어 균열 위험이 발생할 수 있기 때문입니다. 반면, 융합선에 가까운 열영향부의 결정립은 높은 열로 인해 쉽게 조대화되기 때문에 합금강에는 결정립을 미세화할 수 있는 원소(티타늄, 바나듐)를 함유하는 것이 유리합니다. 실리콘 함량이 높아 용접시 스패터가 심하게 발생할 수 있습니다. 황 함량이 높으면 열간 균열이 발생하기 쉽고 동시에 이산화황 가스가 빠져 나가 용접 금속에 기공과 느슨함을 형성합니다. 인 함량이 높으면 쉽게 냉간 균열이 발생할 수 있습니다. 강철에 적절한 양의 황, 납 및 기타 원소를 첨가하면 강철의 가공성을 향상시킬 수 있습니다(쾌삭강 참조). 합금강의 합금 원소는 일반적으로 강의 경도를 증가시켜 절삭 저항을 증가시키고 공구 마모를 악화시킵니다. 강철의 가공성은 강철의 매트릭스 구조와 개재물의 유형, 수량 및 모양을 변경함으로써 영향을 받을 수 있습니다. 강철의 내식성에 미치는 영향 크롬은 스테인레스 내산강과 내열강의 주요 합금 원소입니다. 합금강의 크롬 함량이 약 12%에 도달하면 강 표면에 치밀한 산화 크롬이 형성되어 산화 매체에서 강의 내식성이 급격하게 변화하고 크게 향상됩니다. 크롬, 알루미늄, 실리콘과 같은 원소는 강철의 고온 가스의 내산화성과 내식성을 향상시킬 수 있지만, 과도한 알루미늄과 실리콘은 강철의 열가소성을 저하시킵니다. 니켈은 주로 오스테나이트 조직을 형성하고 안정화시키는 데 사용되므로 강철은 우수한 기계적 특성, 내식성 및 가공 성능을 얻을 수 있습니다. 몰리브덴은 스테인레스 내산성 강철을 신속하게 부동태화할 수 있으며 염화물 이온 및 기타 비산화 매체를 포함하는 용액에 대한 내식성을 향상시킬 수 있습니다. 티타늄과 니오븀은 일반적으로 합금강의 탄소를 고정하여 안정적인 탄화물을 형성하여 합금강의 내식성에 대한 탄소의 유해한 영향을 줄이는 데 사용됩니다. 구리와 인을 함께 사용하면 강의 대기 내식성을 향상시킬 수 있습니다. [이 단락 편집] 합금강과 탄소강의 차이점은 합금강에는 탄소강보다 다른 원소가 더 많이 포함되어 있다는 의미입니다. 합금강은 합금 원소 또는 탈산 원소인 규소와 망간 외에도 다른 합금 원소(예: 크롬, 니켈, 몰리브덴, 바나듐, 티타늄, 구리, 텅스텐, 알루미늄, 코발트, 니오븀, 지르코늄 및 기타 원소 등), 일부는 특정 비금속 원소(예: 붕소, 질소 등)도 포함합니다. 강철의 합금 원소 함량에 따라 저합금강, 중합금강, 고합금강으로 나눌 수 있습니다. 탄소강은 주로 강철의 탄소 함량에 따라 기계적 성질이 달라지는 강철을 말하며, 일반적으로 합금 원소를 많이 첨가하지 않습니다. 일반 탄소강 또는 탄소강이라고도 합니다. 탄소강은 탄소강이라고도 하며 탄소 함량이 2 미만인 철-탄소 합금입니다. 탄소강에는 일반적으로 탄소 외에 규소, 망간, 황, 인 등이 소량 함유되어 있습니다. 탄소강은 용도에 따라 탄소구조강, 탄소공구강, 쾌삭구조강의 3가지로 분류됩니다. 탄소구조용강은 건축구조용강과 기계구조용강으로 구분되며, 탄소함량에 따라 탄소강은 저탄소강(WC ≤ 0.25), 중탄소강(WC0.25-0.6)으로 나눌 수 있습니다. 및 고탄소강(WCgt; 0.6) 인 및 황 함량에 따라 탄소강은 일반 탄소강(인 및 황 함량이 높음), 고품질 탄소강(인 및 황 함량이 낮음) 및 고탄소강으로 나눌 수 있습니다. 고급강(인, 황 함량이 낮음) (인, 황 함량이 낮음) 일반적으로 탄소강은 탄소 함량이 높을수록 경도와 강도는 높아지지만 소성은 낮아집니다.