해양산업

[ 철강재료의 기호 및 열처리에 대한 상식 ]


1) 기계구조용 탄소강, 기계구조용 합금강

표1에 기계구조용 탄소강과 기계구조용 합금강의 기계적 성질을 제시한다. 표의 비고에 기재한 것처럼

아래 2자리의 수치가 C% × 10-2를 나타내고 있다. 이 수치의 30은 담금질(막담금질, 고주파, 화염)을

할 수 있는 하한으로서 적재는 40∼50이다. 20은 침탄 담금질 강의 상한 C량이다. 기호의 말미에 H가

붙어있는 강은 담금질성을 보증하는 강이다. 양산품의 품질을 균일하게 하기 위해서는 담금질성의

산발(散發)을 제한할 필요가 있다. 이 산발 폭의 상한과 하한의 담금질성 곡선안에 있는 범위를 H밴드라 하고

, H밴드가 정해진 강을 H강이라 한다. 또한 S09Ck, S15CK와 같이 끝에 K가 붙어 있는 강은 침탄의

적재로서 이 탄소강은 일반 SxxC재보다 불순물을 더욱 적게 한 것이다.


2) 축의 강도와 열처리

회전축의 비틀림 강도 및 굽힘 강도에 있어서 d를 지름이라 하면 강도는 d3에 비례하므로 축의 표면 가까이,

그리고 중심에서 반경의 3/4정도의 외측이 90%정도의 마르텐사이트로 되어 있어, 담금질성이 좋은 축재료를

사용하도록 권장한다.

이보다 내부에 함유되는 탄소는 축 강도에의 기여가 작으므로 문제삼을 필요가 없다.

먼저 침탄강의 사용을 살펴보기로 한다. 탄소강은 질량효과가 큰 반면, 담금질성은 합금강보다

뒤지므로 담금질 깊이는 얕으나 축지름, 담금질 깊이, 경도 및 잔류 압축응력의 4가지 조건을

적절히 고르면 조질(調質) 또는 고주파 중 어느 한가지로 필요한 축의 강도를 얻을 수 있을 것이다.

탄소강으로 만족시키지 못할 경우, 합금강을 사용하지 않을 수 없으나 이 경우도 먼저 조미니곡선을

사용하여 강종 선택을 하도록 권장한다.


① 강종의 선정법

H강(담금질성의 산발을 일정 범위내에서 보증하는 강)은 축의 내부 지정

위치에서의 경도에 따라 강종을 선정할 때는 탄소강은 수냉, 합금강은 유냉으로 한다.

냉각제의 유속은 물의 경우 0로 치며 제트를 제외하고는 냉각도를 균일하다고 보아 무방하다.

유냉일 때는 물의 0.35배의 효과가 있는 것으로 본다.


3) 일류 메이커의 기계부품 처리 설계기준

열처리한 다음 사용하는 일반 기계부품에 적용한다. 양산 기기의 부품에는 적합하지 않다.

표3은 일류 메이커의 설계기준을 바탕으로 작성한 것이다. 공업규격에는 많은 재료가 정해져 있으나

일반 기계에 열처리한 후 사용하는 부품의 재료는 매우 제한되고 있다는 것을 알 수 있다.

또한 현재, 생몰리브덴강에 보론을 넣은 것이 각 특수강 메이커에 의하여 개발되어 있으므로 주목할 필요가 있다.

양산 담금질 부품의 재질은 담금질에 따른 경도의 산발이 적은 재료, 예를 들면 침탄 담금질의 경우

탄소강에서는 SxxCK, 합금강에서는 H강(담금질성 보증강)을 사용하는 것이 바람직하다