기계구조용 탄소강재 S45C 재질 / S35C 재질 / 저탄소강, 중탄소강

 

기계구조용 탄소강재, S45C / S35C

기계구조용 탄소강재는 탄소 0.6% 이하의 강을 압연한 상태로 혹은 담금질이나 뜨임을 해서 기계를 구조적으로 지탱할 수 있는 탄소가 함유된 강을 말한다. KS에서는 탄소의 함유량에 따라서 기계구조용 탄소강재를 20종류로 분류합니다. 일반적으로 사용되고 있는 것은 S35C와 S45C가 있습니다.

 

평균 탄소량을 나타내는 숫자를 S(steel)와 C(carbon) 사이에 써서 표시하는 게 특징입니다. 가운데 숫자가 탄소량인 셈입니다. SM35C는 탄소의 평균 함유량이 0.35%인 강재라는 것을 의미하고 있다. 이 때문에 기계구조용 탄소강재를 SM재라고 부르기도 한다.

 

기계구조용 탄소강 성질과 특징

탄소강은 열처리나 경화 처리를 하여 기계적 강도가 강하게요구되는 부품의 재료로서 사용되고 있습니다. 각종 금형, 축, 체인, 롤러, 기어와 같은 부품용 기계 재료에 많이 쓰입니다. 탄소강은 열처리에 의해 성질을 변화시킬 수 있는 것이 특징입니다. 이 때문에 담금질과 뜨임과 같은 열처리를 통해 사용하게 되는데 열처리 치수에 따라 그 기계적 성질이 크게 달라지게 됩니다. 이런 구조용탄소강은 기계적 성질이 우수하고 열처리에 의해 성질을 변형시켜 사용하는게 특징입니다.

 

▶ 저탄소강은 볼트나 너트, 핀 재료 등으로 사용됩니다.

▶ 고탄소강은 기어와 같은 용도로 사용되는 기계부품에 쓰입니다.

▶ 구조용 탄소강에 합금원소를 첨가하여 기계적 성질을 개선시키면 구조용 합금강이 됩니다.

 

 

 

탄소 함유량에 따른 분류

▶ 저탄소강 (SM10C ~ SM25C)
탄소함유량이 C0.08~0.28 정도로 이 범위의 탄소강은 열처리 효과를 기대할 수 없으므로 비교적 강도를 필요로 하지 않는 것에 사용되고 인성이 있으며 용접도 용이해서 일반 기계 구조 부품에 널리 사용된다.

 

▶ 중탄소강 (SM28C ~ SM48C)
탄소함유량이 C0.25~0.51 정도로 이 범위의 탄소강은 냉간가공성, 용접성은 약간 나쁘게 되나 담금질, 뜨임에 의하여 강인성이 증대되므로 비교적 중요한 기계구조부품에 사용됩니다. 그중에서도 특히 SM40C~SM58C의 것은 고주파담금질에 의해 표면경화시켜 피로 강도가 높고, 또 마모에 강한 기계부품에 사용가능하므로 용도가 광범위하여 실제로 많이 사용되고 있습니다.

▶ 고탄소강 (SM50C ~ SM58C)
탄소함유량이 C0.47~0.61 정도로 이 범위의 탄소강은 열처리 효과가 크고 담금질성이 양호하나 인성이 부족하므로 표면의 경도를 필요로 하는 기계부품에 사용되며 비교적 사용 용도가 한정되어 있습니다.

 

강판에 탄소가 미치는 영향

철에 탄소를 첨가하는 가장 큰 이유는 철의 원자들 사이로 탄소원자의 침입이 쉽기 때문입니다. 화학적으로 결합하기 쉬운 전자를 갖고 있다고 합니다. 즉, 탄소의 우너자가 철의 원자보다 월등하게 작아서 철원자를 사이에 자리를 쉽게 잡게 되는 것 입니다. 탄소를 첨가할수록 단단해지는 이유는 철속의 탄소가 첨가돼 철의 조직이 페라이트에서 퍼얼라이트계 쪽으로 가게되는데 이 퍼얼라이트계에 가장 많은 조직이 탄소 0.80%까지는 합급의 성질이 거의 적용됩니다. 

 

탄소가함량이 많고 적음에 따라 분류되는 탄소강에서 탄소함량은 강도와 경도를 조절하는 가장 중요한 원소 중 하나입니다. 탄소량이 높아지면 연신률이 떨어지게 돼 절곡, 밴딩시 철판이 찢어지는 현상이 발생합니다. 또 용접성이 낮기 때문에 용접에 어려움이 있는 것이 특징입니다. 이 점을 유의하시고 작업을 하셔야 합니다.

 

강판의 화학성분 / 강판의 성질과 용도

종   류	성       분 (%)
	C	Si	Mn	P	S
특별 극연강 극연강 연강 반연강 반경강 경강 최경강	<0.08 0.08～0.12 0.12～0.2 0.2～0.3 0.3～0.4 o.4～0.5 0.5～0.9	<0.05 <0.05 <0.02 <0.02 0.15～0.25 0.15～0.25 0.15～0.25	0.24～0.40 0.30～0.50 0.23～0.50 0.40～0.60 0.40～0.60 0.50～0.70 0.60～0.80	<0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05	<0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05

종   별	기 계 적 성 질				용    도
	인장강도 (kg/mm2)	항복점 (kg/mm2)	연신율 (%)	경  도 (HB)
특별 극연강 극연강 연강 반연강 반경강 경강 최경강	32～36 36～42 38～48 44～55 50～60 58～70 65～100	18～28 20～29 22～30 24～36 30～40 34～46 35～37	80～40 30～40 24～36 22～32 17～30 14～26 11～20	95～100 80～120 100～130 120～145 140～170 160～200 186～235	전신선 용접관 조선용 판 건축, 조선용 판 볼트, 축 실린더외륜, 축

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