원소 (불순물)가 탄소강에 미치는 영향
탄소강이란?
철과 탄소의 합금으로 0.05 ~ 2.1 %의 탄소를 함유한 강을 애기합니다.
탄소강은 0.85% 까지 탄소가 많아지면 경도가 증가합니다.
탄소의 함량이 증가할수록 가공 변경은 어려워집니다.
온도가 증가하면 강도나 경도는 감소하고 인성을 증가하게 됩니다.
불순물로 망간 (Mn), 규소 (Si), 인 (P), 황 (S), 구리 (Cu) 등을 포함 합니다.
불순물 원소가 탄소강에 주는 영향에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
망간 (Mn)이 탄소강에 미치는 영향
제강시 탈산, 탈황제로 첨가되어 탄소강 중에 0.2 ~ 1% 정도 함유가 됩니다.
강의 강도, 경도, 인성을 증대시킵니다.
강의 담금질 효과를 증대시켜 경화능이 커집니다.
고온에서 결정립 성장을 억제하며, 주조성을 좋게하고 S의 해를 감소시킵니다.
규소 (Si)가 탄소강에 미치는 영향
선철과 탈산제로부터 잔류되며 보통 탄소강 중에 0.1 ~ 0.35% 함유됩니다.
인장강도, 탄성한계, 경도를 상승 시킵니다.
연실율과 충격값을 감소 시킵니다.
결정립을 조대화시키고 가공성을 해치켜 용접성을 저하합니다.
인 (P)이 탄소강에 미치는 영향
Fe3P로 석출하여 존재하며 강 중에 0.03% 이하로 요구됩니다.
결정립 조대화, 강도, 경도를 증가시키며, 연신율은 감소시킵니다.
실온에서 충격치를 저하시켜 상온취성이 원인이 됩니다.
황 (S)이 탄소강에 미치는 영향
황 (S)이 함유량이 0.02% 이하일지라도, 연실율, 강도, 충격치를 감소시킵니다.
FeS의 융점 (1193도)이 낮아 열간 가공시에 적열취성의 원인이 됩니다.
공구강에서는 0.03%, 연강에서는 0.05% 이하로 제한합니다.
강의 쾌삭성을 향상 시킵니다.
구리 (Cu)가 탄소강에 미치는 영향
구리 (Cu)는 0.25% 이하로 제한하고 있습니다.
Ar1 변태점을 저하시키며 강도, 경도, 탄성한도를 증시킵니다.
내식성을 향상 시킵니다.
융점이 낮아 다량 함유하면 강재 압엽시 균열이 원이 되기도 합니다.
가스가 탄소강에 미치는 영향
강 중에 함유된 가스는 CO2, CO, O2, N2, H2 등입니다.
함유량은 0.01 ~ 0.05% 정도입니다.
N2 : 페라이트 (Ferrite) 중에 고용되고 석출하여 경도, 강도를 증가시킵니다.
O2 : 페라이트 (Ferrite) 중에 고용되는 외에 FeO, MnO, SiO2의 산화물로 존재하여 FeO는 적열취성의 원인이 됩니다.
H2 : 강을 여리게 하고 산이나 알카리에 약하며, 백점, 헤어크랙이 원인이 됩니다.
이상으로 원소 (불순물)가 탄소강에 미치는 영향에 대한 포스팅이었습니다.
