특수강
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1. 개요
특수강은 탄소강에 망가니즈, 니켈, 크롬, 몰리브덴 등 다양한 합금 원소를 첨가하여 강도, 경도, 내식성 등을 향상시킨 강철을 의미한다. 합금 원소의 총 함량에 따라 저합금강, 중합금강, 고합금강으로 분류되며, 구조용 합금강, 특수 목적용 합금강, 공구강 등이 있다. 특수강은 자동차, 선박, 공작 기계, 터빈 날개 등 다양한 산업 분야에 사용되며, 강철의 미세 구조와 열처리를 통해 특성을 조절한다.
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| 특수강 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 강철 |
| 구성 성분 | 철 탄소 다른 원소 (합금 원소) |
| 특징 | |
| 일반적인 특징 | 탄소강보다 향상된 기계적 성질 및 내식성 |
| 구체적인 특징 | 특정 합금 원소 첨가에 따라 다양한 특성 변화 (예: 강도 증가, 인성 향상, 내열성 증가) |
| 합금 원소 | |
| 주요 합금 원소 | 망간 규소 니켈 크로뮴 몰리브데넘 바나듐 텅스텐 붕소 |
| 기타 합금 원소 | 알루미늄 코발트 구리 세륨 나이오븀 티타늄 지르코늄 납 셀레늄 텔루륨 |
| 분류 | |
| 합금 원소 함량에 따른 분류 | 저합금강 (합금 원소 총량 8% 이하) 고합금강 (합금 원소 총량 8% 초과) |
| 용도에 따른 분류 | 구조용 합금강 기계 구조용 합금강 공구강 특수강 |
| 용도 | |
| 관련 규격 | |
| 주요 규격 | ASTM 규격 JIS 규격 EN 규격 |
| 참고 | 국가별, 산업별 다양한 규격 존재 |
2. 합금 원소의 효과 및 분류
합금강은 저합금강과 고합금강으로 나뉘며, 이 둘의 경계는 다소 불분명하다. 스미스(Smith)와 하시미(Hashemi)는 4.0%를, 드가모(Degarmo) 등은 8.0%를 기준으로 제시한다. 대부분의 합금강은 저합금강에 속한다.
가장 단순한 형태의 강은 철(Fe)과 탄소(C) (0.1%~1%)로만 구성된 탄소강이다. 합금강은 탄소강에 다른 금속 원소를 추가하여 만든다. 일반적인 합금 원소로는 망가니즈(Mn) (가장 흔함), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 실리콘(Si), 붕소(B) 등이 있다. 덜 일반적인 합금 원소로는 알루미늄(Al), 코발트(Co), 구리(Cu), 세륨(Ce), 니오븀(Nb), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 주석(Sn), 아연(Zn), 납(Pb), 지르코늄(Zr)이 있다.[1]
합금 원소는 재료역학에서 다루는 강도, 경도, 인성, 내마모성, 내식성, 경화성, 고온 경도와 같은 특성을 향상시킨다. 이러한 특성을 얻기 위해 금속은 특정 열처리가 필요하며, 엄격한 냉각 절차가 함께 수행될 수 있다.
합금강은 수세기 동안 만들어졌지만, 야금학은 19세기의 발전된 화학 과학이 그 조성을 밝혀내기 전까지는 잘 이해되지 않았다. 초기 시대의 합금강은 "비밀 레시피" 모델로 만들어진 비싼 사치품이었으며, 칼과 검과 같은 도구로 단조되었다. 기계 시대의 합금강은 공구강 및 스테인리스강이었다.
철의 강자성 특성으로 인해 일부 합금은 전기 모터 및 변압기를 포함하여 자성에 대한 반응이 중요한 응용 분야에서 사용된다.
합금 원소는 특정 속성을 가능하게 한다.[1] 일반적으로 합금 원소는 강도 또는 경화성을 높이기 위해 낮은 비율(5% 미만)로 첨가되거나, 내식성 또는 온도 안정성을 향상시키기 위해 더 큰 비율(5% 이상)로 첨가된다.
합금 원소 첨가량에 대해서는 하한이 정해져 있으며, Fe와 C 이외의 원소 어느 것도 그 하한에 미치지 못하는 것은 합금강이라고 부르지 않는다. 이러한 강은 탄소강이라고 부른다.
ISO에서의 하한은 다음과 같지만, 특히 뛰어난 효과를 가지는 것이라면 첨가 원소로 인정된다.
- Al: 0.1
- B: 0.0008
- Co: 0.1
- Cr: 0.3
- Cu: 0.4
- La: 0.05
- Mo: 0.08
- Nb: 0.06
- Ni: 0.3
- Pb: 0.4
- Se: 0.1
- Te: 0.1
- Ti: 0.05
- V: 0.1
- W: 0.1
- Zr: 0.05 [질량%]
이러한 합금 원소의 합계량이 5[질량%] 이하라면 '''저합금강''', 5~10[질량%]이라면 '''중합금강''', 10[질량%] 이상이라면 '''고합금강'''이라고 부른다. 특히 특수강에서는 다원계화가 진행되고 있으며, 그중에서도 공구강에서 최다원계의 것이 개발되고 있다.
2. 1. 합금 원소의 종류와 역할
합금강은 탄소강에 비해 다양한 합금 원소를 첨가하여 특정한 성질을 향상시킨 강철이다. 일반적인 합금 원소로는 망가니즈 (Mn), 니켈 (Ni), 크롬 (Cr), 몰리브덴 (Mo), 바나듐 (V), 실리콘 (Si), 붕소 (B) 등이 있다. 덜 일반적인 합금 원소로는 알루미늄 (Al), 코발트 (Co), 구리 (Cu), 세륨 (Ce), 니오븀 (Nb), 티타늄 (Ti), 텅스텐 (W), 주석 (Sn), 아연 (Zn), 납 (Pb), 지르코늄 (Zr)이 있다.합금 원소는 강철의 강도, 경화성, 내식성, 온도 안정성 등 다양한 특성에 영향을 미친다. 일반적으로 5% 미만의 낮은 비율로 첨가되는 합금 원소는 주로 강도나 경화성을 높이는 역할을 하며, 5% 이상의 높은 비율로 첨가되는 경우에는 내식성이나 온도 안정성을 향상시키는 역할을 한다.[1]
합금 원소는 강철 내에서 고용체, 화합물, 또는 탄화물을 형성하는 경향이 있다.
- 고용체 형성: 니켈 (Ni), 알루미늄 (Al), 규소 (Si), 망가니즈 (Mn)는 주로 페라이트에 용해되어 고용체를 형성한다.
- 화합물 형성: 알루미늄은 Al2O3 및 AlN, 규소는 SiO2•MxOy, 망가니즈는 MnS, MnO•SiO2 등의 화합물을 형성한다.
- 탄화물 형성: 크롬 (Cr)은 (Fe,Cr3)C, Cr7C3, Cr23C6 등 다양한 탄화물을 형성하며, 텅스텐 (W)과 몰리브덴 (Mo)은 W2C 및 Mo2C를, 바나듐 (V), 티타늄 (Ti), 니오브 (Nb)는 각각 바나듐 탄화물, 티타늄 탄화물, 니오브 탄화물을 형성한다.
합금 원소는 공정 온도에도 영향을 미친다.
다음은 주요 합금 원소의 종류와 역할, 그리고 강의 특성에 미치는 영향을 나타낸 표이다.
| 속성 | 원소 | 메커니즘 |
|---|---|---|
| 제강 | 망가니즈, 규소, 또는 알루미늄 | 용해된 산소, 황, 인 제거 |
| 강도 | 망가니즈, 규소, 니켈, 구리 | 페라이트 내 고용체 형성 |
| 크롬, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐 | 제2상 탄화물 형성 | |
| 내식성 | 니켈과 구리 | |
| 취성 저항 | 몰리브덴 | |
| 개재물 형태 제어 | 지르코늄, 세륨, 칼슘 | |
| 가공성 | 황 (황화 망가니즈), 납, 비스무트, 셀레늄, 텔루륨 |
| 원소 | 비율 | 주요 기능 |
|---|---|---|
| 알루미늄 | 0.95–1.30 | 질화강의 합금 원소 |
| 비스무트 | — | 가공성 향상 |
| 붕소 | 0.001–0.003 | (붕소강) 강력한 경화성 증진제 |
| 크롬 | 0.5–2 | 경화성 증가 |
| 4–18 | 내식성 증가 | |
| 구리 | 0.1–0.4 | 내식성 |
| 납 | — | 가공성 향상 |
| 망간 | 0.25–0.40 | 황 및 인과 결합하여 취성을 감소시킨다. 또한 과도한 산소를 제거하는 데 도움이 된다. |
| >1 | 변환점을 낮추고 변환을 느리게 하여 경화성 증가 | |
| 몰리브덴 | 0.2–5 | 안정한 탄화물; 결정립 성장을 억제한다. 강의 인성을 증가시켜 몰리브덴은 공작 기계의 절삭 부품과 터보제트 엔진의 터빈 블레이드를 만드는 데 매우 귀중한 합금 금속이다. 또한 로켓 모터에도 사용된다. |
| 니켈 | 2–5 | 인성 강화제 |
| 12–20 | 내식성 증가 | |
| 니오브 | — | 미세 구조 안정화 |
| 규소 | 0.2–0.7 | 강도 증가 |
| 2.0 | 스프링강 | |
| 더 높은 비율 | 자성 향상 | |
| 황 | 0.08–0.15 | 자유 가공 특성 |
| 티타늄 | — | 불활성 입자 내 탄소 고정; 크롬강의 마르텐사이트 경도 감소 |
| 텅스텐 | — | 융점도 높인다. |
| 바나듐 | 0.15 | 안정한 탄화물; 연성을 유지하면서 강도 증가; 미세 결정립 구조 촉진. 고온에서 인성 증가 |
ISO에서는 합금 원소의 첨가량 하한을 규정하고 있으며, 이 하한에 미치지 못하는 강은 탄소강으로 분류한다.
ISO에서 정한 합금원소의 하한은 다음과 같다.
Al: 0.1, B: 0.0008, Co: 0.1, Cr: 0.3, Cu: 0.4, La: 0.05, Mo: 0.08, Nb: 0.06, Ni: 0.3, Pb: 0.4, Se: 0.1, Te: 0.1, Ti: 0.05, V: 0.1, W: 0.1, Zr: 0.05 [질량%]
2. 2. 저합금강과 고합금강
합금강은 저합금강과 고합금강의 두 그룹으로 나뉜다. 이 둘 사이의 경계는 명확하지 않지만, 스미스(Smith)와 하시미(Hashemi)는 4.0%를 기준으로 제시하는 반면, 드가모(Degarmo) 등은 8.0%를 기준으로 삼기도 한다. 대부분의 합금강은 저합금강에 속한다.[7]가장 단순한 강은 탄소(0.1%~1%)와 철로만 이루어진 탄소강이다. 합금강은 탄소강에 다른 금속 합금 원소를 추가한 것이다. 일반적인 합금 원소로는 망가니즈(가장 흔함), 니켈, 크롬, 몰리브덴, 바나듐, 실리콘, 붕소 등이 있다. 덜 일반적인 합금 원소로는 알루미늄, 코발트, 구리, 세륨, 니오븀, 티타늄, 텅스텐, 주석, 아연, 납, 지르코늄 등이 있다.[7]
국제 표준화 기구(ISO)에서는 합금 원소의 함량 하한을 정하고 있는데, 이 기준에 미치지 못하면 합금강이 아닌 탄소강으로 분류된다. ISO 기준에 따른 주요 합금 원소의 하한(질량%)은 다음과 같다.
- 알루미늄(Al): 0.1%
- 붕소(B): 0.0008%
- 코발트(Co): 0.1%
- 크롬(Cr): 0.3%
- 구리(Cu): 0.4%
- 란탄(La): 0.05%
- 몰리브덴(Mo): 0.08%
- 니오븀(Nb): 0.06%
- 니켈(Ni): 0.3%
- 납(Pb): 0.4%
- 셀레늄(Se): 0.1%
- 텔루륨(Te): 0.1%
- 티타늄(Ti): 0.05%
- 바나듐(V): 0.1%
- 텅스텐(W): 0.1%
- 지르코늄(Zr): 0.05%
합금 원소의 총 함량이 5% 이하이면 저합금강, 5~10%이면 중합금강, 10% 이상이면 고합금강으로 분류한다. 특히 특수강에서는 여러 합금 원소를 복합적으로 사용하는 다원계화가 진행되고 있으며, 공구강에서 가장 다양한 합금 원소를 사용하는 경향이 있다.[7]
다음은 주요 저합금강의 SAE 표기와 성분이다.[7]
| SAE 표기 | 성분 |
|---|---|
| 13xx | Mn 1.75% |
| 40xx | Mo 0.20% 또는 0.25% 또는 0.25% Mo & 0.042% S |
| 41xx | Cr 0.50% 또는 0.80% 또는 0.95%, Mo 0.12% 또는 0.20% 또는 0.25% 또는 0.30% |
| 43xx | Ni 1.82%, Cr 0.50% to 0.80%, Mo 0.25% |
| 44xx | Mo 0.40% 또는 0.52% |
| 46xx | Ni 0.85% 또는 1.82%, Mo 0.20% 또는 0.25% |
| 47xx | Ni 1.05%, Cr 0.45%, Mo 0.20% 또는 0.35% |
| 48xx | Ni 3.50%, Mo 0.25% |
| 50xx | Cr 0.27% 또는 0.40% 또는 0.50% 또는 0.65% |
| 50xxx | Cr 0.50%, C 1.00% min |
| 50Bxx | Cr 0.28% 또는 0.50%, 붕소 추가 |
| 51xx | Cr 0.80% 또는 0.87% 또는 0.92% 또는 1.00% 또는 1.05% |
| 51xxx | Cr 1.02%, C 1.00% min |
| 51Bxx | Cr 0.80%, 붕소 추가 |
| 52xxx | Cr 1.45%, C 1.00% min |
| 61xx | Cr 0.60% 또는 0.80% 또는 0.95%, V 0.10% 또는 0.15% min |
| 86xx | Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.20% |
| 87xx | Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.25% |
| 88xx | Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.35% |
| 92xx | Si 1.40% 또는 2.00%, Mn 0.65% 또는 0.82% 또는 0.85%, Cr 0.00% 또는 0.65% |
| 94Bxx | Ni 0.45%, Cr 0.40%, Mo 0.12%, 붕소 추가 |
| ES-1 | Ni 5%, Cr 2%, Si 1.25%, W 1%, Mn 0.85%, Mo 0.55%, Cu 0.5%, Cr 0.40%, C 0.2%, V 0.1% |
합금강은 탄소강에 비해 더 나은 인성, 경도, 내마모성, 내식성 등의 특성을 가지도록 여러 원소를 첨가하여 만든 강철이다. 이러한 특성을 얻기 위해, 합금강은 특정한 열처리를 거치며, 엄격한 냉각 절차가 함께 수행될 수 있다.[1]
3. 합금강의 종류 및 특성
합금 원소는 강도나 경화성을 높이기 위해 낮은 비율(5% 미만)로 첨가되거나, 내식성 또는 온도 안정성을 향상시키기 위해 더 큰 비율(5% 이상)로 첨가된다. 합금 원소는 고용체, 화합물 또는 탄화물을 형성하는 경향이 있다. 예를 들어, 니켈은 페라이트에 용해되어 Ni3Al을 형성하고, 알루미늄은 Al2O3 및 AlN을 형성한다. 규소는 SiO2•MxOy를, 망가니즈는 MnS, MnO•SiO2, (Fe,Mn)3C를 형성한다. 크롬은 (Fe,Cr3)C, Cr7C3, Cr23C6을, 텅스텐과 몰리브덴은 W2C 및 Mo2C를 형성한다. 바나듐, 티타늄, 니오브는 각각 바나듐 탄화물, 티타늄 탄화물, 니오브 탄화물을 형성한다.[1]
합금강은 수세기 동안 만들어졌지만, 야금학은 19세기의 발전된 화학이 그 조성을 밝혀내기 전까지는 잘 이해되지 않았다. 초기 시대의 합금강은 "비밀 레시피" 방식으로 만들어진 비싼 사치품이었으며, 칼과 검과 같은 도구로 단조되었다. 기계 시대의 합금강은 공구강 및 스테인리스강이었다.[1]
철의 강자성 특성으로 인해 일부 합금은 전기 모터 및 변압기를 포함하여 자성에 대한 반응이 중요한 응용 분야에서 사용된다.[1]속성 원소 메커니즘 제강 망가니즈, 규소, 알루미늄 용해된 산소, 황, 인 제거 강도 망가니즈, 규소, 니켈, 구리 페라이트 내 고용체 형성 강도 크롬, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐 제2상 탄화물 형성 내식성 니켈, 구리 취성 저항 몰리브덴 개재물 형태 제어 지르코늄, 세륨, 칼슘 가공성 황 (황화 망가니즈), 납, 비스무트, 셀레늄, 텔루륨
3. 1. 구조용 합금강
탄소강을 더욱 질기고 강하게 만들기 위해 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 붕소(B) 등을 약간 첨가하고 특수 열처리한 강철이다. 종류가 다양하지만 대표적인 구조용 합금강은 다음과 같다.
| SAE 명칭 | 조성 |
|---|---|
| 13xx | Mn 1.75% |
| 40xx | Mo 0.20% 또는 0.25% 또는 0.25% Mo & 0.042% S |
| 41xx | Cr 0.50% 또는 0.80% 또는 0.95%, Mo 0.12% 또는 0.20% 또는 0.25% 또는 0.30% |
| 43xx | Ni 1.82%, Cr 0.50% ~ 0.80%, Mo 0.25% |
| 44xx | Mo 0.40% 또는 0.52% |
| 46xx | Ni 0.85% 또는 1.82%, Mo 0.20% 또는 0.25% |
| 47xx | Ni 1.05%, Cr 0.45%, Mo 0.20% 또는 0.35% |
| 48xx | Ni 3.50%, Mo 0.25% |
| 50xx | Cr 0.27% 또는 0.40% 또는 0.50% 또는 0.65% |
| 50xxx | Cr 0.50%, C 1.00% 이상 |
| 50Bxx | Cr 0.28% 또는 0.50%, 붕소 첨가 |
| 51xx | Cr 0.80% 또는 0.87% 또는 0.92% 또는 1.00% 또는 1.05% |
| 51xxx | Cr 1.02%, C 1.00% 이상 |
| 51Bxx | Cr 0.80%, 붕소 첨가 |
| 52xxx | Cr 1.45%, C 1.00% 이상 |
| 61xx | Cr 0.60% 또는 0.80% 또는 0.95%, V 0.10% 또는 0.15% 이상 |
| 86xx | Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.20% |
| 87xx | Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.25% |
| 88xx | Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.35% |
| 92xx | Si 1.40% 또는 2.00%, Mn 0.65% 또는 0.82% 또는 0.85%, Cr 0.00% 또는 0.65% |
| 94Bxx | Ni 0.45%, Cr 0.40%, Mo 0.12%, 붕소 첨가 |
| ES-1 | Ni 5%, Cr 2%, Si 1.25%, W 1%, Mn 0.85%, Mo 0.55%, Cu 0.5%, Cr 0.40%, C 0.2%, V 0.1% |
3. 2. 특수목적용 합금강
녹이 슬지 않는 강철인 스테인리스강은 취사용구를 비롯하여 일상용품에 널리 쓰인다. 대표적인 것은 18%의 크롬, 8%의 니켈이 들어 있는 18-8 스테인리스강이다. 이는 자석에 붙지 않으므로 크롬 계통의 스테인리스강과 쉽게 구별할 수 있다. 18-8 스테인리스강이 녹슬지 않는 이유는 물이나 공기에 닿으면 곧바로 크롬산화물의 치밀한 피막이 생겨 내부를 보호하기 때문이다. 그러므로 산화성이 강한 질산 등에는 매우 강하지만, 환원성인 염산 등에는 피막이 파괴되어 쉽게 침식당한다.[1]스테인리스강에는 크롬만 넣고 니켈은 들어 있지 않은 크롬계 스테인리스강도 있다. 이는 내식성에 있어서는 18-8 스테인리스강에 약간 떨어지나, 비싼 니켈 없이도 제조할 수 있기 때문에 생산 가격이 싸다. 첨가되는 크롬의 양은 13% 또는 18%이며, 탄소가 적은 것은 보통의 철과 같은 페라이트 조직으로 되어 있어 강자성을 띤다. 탄소의 양이 많은 것은 담금질이 가능하며, 열처리에 의해서 마텐자이트 조직으로 변한다. 칼날이 달린 도구 등에 쓰이는 스테인리스강은 이 타입의 것으로서, 가정용품 이외에도 공업적 용도가 넓다.[1]
터빈 날개나 제트엔진과 같이 고온에서 사용되는 재료는 고온에서 강도와 내산화성이 있어야 한다. 이러한 목적을 위해서 만들어진 강철이 내열강이다. 보통의 강철처럼 고온으로 가열되면 산화가 진행되어 녹이 슬기 시작하면 곤란하기 때문에, 고온에서도 산화하지 않는 것이라야 한다. 이 점에서 기본이 되는 합금은 스테인리스강과 비슷한 것이며, 여기에 고온에서 강도를 높이기 위해서 코발트·텅스텐·몰리브덴 등이 첨가된다. 예컨대 화력발전소의 증기 터빈의 익재(翼材)에는 13%의 크롬강에 몰리브덴·바나듐·붕소 등을 약간 더하여 강도를 높인 내열강이 쓰이고 있다.[1]
기계공장에서는 선반이라든가 밀링(milling)·프레이즈반(fraise 盤) 따위의 공작기계가 어렵지 않게 강철을 깎고 또는 구멍을 뚫는다. 단단한 금속을 깎는 날쟁기로서 보다 강하고 또 보다 단단하여야 한다는 요구에 응할 수 있는 특수강의 일꾼을 가리켜 공구강이라고 한다. 공구라고는 하더라도 부엌칼이나 목공도구의 톱이나 끌 또는 가위 등과 같은 것은 고탄소강이나 담금질한 것으로 충분하지만, 금속을 절삭하는 경우는 절삭 속도가 빨라지면 날끝에 상당한 고온이 생기므로, 열에 강하고 심한 마모에도 견디는 특성이 있는 것이라야 한다. 이러한 요구에 맞는 대표적인 것이 고속도강(高速度鋼：high speed steel) 또는 하이스라고 불리는 특수강이다. 고속도강은 10 ~ 20%의 텅스텐에 약 5%의 크롬 또는 몰리브덴, 1%의 바나듐이 들어 있으며, 이 밖에 고급품에는 코발트가 들어 있다. 고속도강은 열에 강하고 단단하며 닳지 않으므로 바이트·드릴 등 절삭용 공구로서 기계공장에서는 절대로 필요한 것이 되고 있다.[1]
- 열간 공구강
- 냉간 공구강
- 고속도강
- 내열강
- 고장력강
- 마르텐사이트계 스테인리스강
- 규소강
- 크롬강
- 크롬 몰리브덴강
- 니켈 크롬강
- 니켈 크롬 몰리브덴강
- 망간 몰리브덴강
3. 3. 기타 합금강
- 열간 공구강
- 냉간 공구강
- 고속도강
- 내열강
- 고장력강
- 마르텐사이트계 스테인리스강
- 규소강
- 크롬강
- 크롬 몰리브덴강
- 니켈 크롬강
- 니켈 크롬 몰리브덴강
- 망간 몰리브덴강
4. 합금강의 미세 조직과 TRIP 현상
강의 특성은 미세 구조, 즉 서로 다른 상의 배열에 따라 달라지며, 어떤 상은 더 단단하고 어떤 상은 더 큰 연성을 갖는다. 원자 수준에서 자동차 강철의 네 가지 상에는 마르텐사이트 (가장 단단하지만 가장 취성), 베이나이트 (덜 단단함), 페라이트 (더 연성), 오스테나이트 (가장 연성)가 있다. 이 상들은 강철 제조업체들이 가열 및 냉각 공정의 간격 (때로는 몇 초)과 온도를 조작하여 배열한다.[2]
TRIP 강은 자동차 충돌과 같은 변형 하에서 상대적으로 연성에서 상대적으로 경도로 변태한다. 이러한 변형은 오스테나이트 미세 구조를 마르텐사이트 미세 구조로 변태시킨다. TRIP 강은 오스테나이트 미세 구조를 생성하기 위해 상대적으로 높은 탄소 함량을 사용한다. 상대적으로 높은 규소/알루미늄 함량은 베이나이트 영역에서 탄화물 석출을 억제하고 페라이트/베이나이트 형성을 가속화하는 데 도움이 된다. 이는 실온에서 오스테나이트를 유지하기 위해 탄소를 유지하는 데 도움이 된다. 특정 냉각 공정은 성형 중 오스테나이트/마르텐사이트 변태를 감소시킨다. TRIP 강은 일반적으로 냉각 과정에서 중간 온도에서 등온 유지를 필요로 하며, 이는 약간의 베이나이트를 생성한다. 규소/탄소의 추가 요구 사항은 펄스 용접 또는 희석 용접과 같은 용접 사이클 수정이 필요하다.[3]
한 가지 접근 방식에서 강철을 고온으로 가열한 후 어느 정도 냉각하고 일정 시간 동안 안정화시킨 다음 급랭한다. 이렇게 하면 더 부드러운 페라이트 매트릭스로 둘러싸인 오스테나이트 섬과 더 단단한 베이나이트 및 마르텐사이트 영역이 생성된다. 결과 제품은 파손 없이 에너지를 흡수할 수 있어 범퍼 및 필러와 같은 자동차 부품에 유용하다.
참조
[1]
웹사이트
What Are the Different Types of Steel? Metal Exponents Blog
https://metalexponen[...]
2021-01-29
[2]
논문
New forms of steel for stronger, lighter cars
https://knowablemaga[...]
2024-08-05
[3]
웹사이트
Transformation Induced Plasticity (TRIP)
https://ahssinsights[...]
2024-08-21
[4]
서적
機械材料学
日本材料学会、太洋堂
2000
[5]
웹사이트
合金鋼
[6]
웹사이트
特殊鋼
[7]
서적
Smith
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