합금강

합금강은 탄소강에 한 가지 이상의 합금 원소를 첨가하여 특정한 성질을 향상시킨 강철을 의미한다. 탄소강의 단점을 보완하고, 강도, 내식성, 내마모성, 인성, 고온 강도 등 다양한 특성을 개선하기 위해 합금 원소가 사용된다. 합금 원소의 종류와 첨가량에 따라 다양한 특성을 가진 합금강을 제조할 수 있으며, 그 용도 또한 매우 다양하다.

합금 원소

합금강에 첨가되는 주요 합금 원소와 그 효과는 다음과 같다:

• 망간 (Mn): 강도를 높이고, 탈산 작용을 촉진하며, 적열 취성을 감소시킨다. 또한 담금질성을 향상시킨다.
• 규소 (Si): 강도를 높이고, 탈산 작용을 촉진하며, 탄소강의 전기 저항을 증가시킨다.
• 니켈 (Ni): 강도와 인성을 향상시키고, 내식성을 증가시킨다. 특히 저온에서의 인성을 개선하는 효과가 크다.
• 크롬 (Cr): 내식성, 내열성, 내마모성을 향상시키고, 강도를 증가시킨다. 스테인리스강의 주성분이다.
• 몰리브덴 (Mo): 고온 강도, 내열 크리프성을 향상시키고, 담금질성을 증가시킨다. 또한, 템퍼링 취성을 감소시킨다.
• 바나듐 (V): 결정립 미세화 효과를 통해 강도와 인성을 동시에 향상시키고, 내마모성을 증가시킨다.
• 텅스텐 (W): 고온 강도, 내열성을 향상시키고, 내마모성을 증가시킨다. 고속도강의 주요 성분이다.
• 티타늄 (Ti): 결정립 미세화 효과를 통해 강도와 인성을 향상시키고, 탄화물 형성을 촉진하여 내마모성을 증가시킨다. 또한, 강 중의 질소와 산소를 고정하는 효과도 있다.

분류

합금강은 합금 원소의 총량에 따라 다음과 같이 분류하기도 한다:

• 저합금강: 합금 원소의 총량이 비교적 적은 강철 (일반적으로 8% 미만).
• 고합금강: 합금 원소의 총량이 비교적 많은 강철 (일반적으로 8% 이상).

또한, 용도에 따라 다양한 종류의 합금강이 존재한다:

• 구조용 합금강: 건축, 교량, 차량 등의 구조물에 사용되는 강철.
• 공구강: 절삭 공구, 금형 등에 사용되는 강철.
• 스테인리스강: 뛰어난 내식성을 가진 강철.
• 내열강: 고온에서 높은 강도를 유지하는 강철.
• 스프링강: 탄성 한계가 높아 스프링 제조에 사용되는 강철.

용도

합금강은 다양한 산업 분야에서 널리 사용된다. 자동차, 항공기, 선박, 건축, 기계, 전자 제품 등 거의 모든 산업 분야에서 합금강의 특성을 활용하여 제품의 성능과 내구성을 향상시킨다.

참고 문헌

• 금속재료학 (저자: 김종희)
• 강재편람 (저자: 대한금속학회)