합금관의 강성분이 성능에 미치는 영향

탄소(C): 강의 탄소 함량이 증가하면 항복점, 인장 강도, 경도는 증가하지만, 가소성과 충격 특성은 감소합니다. 탄소 함량이 0.23%를 초과하면 강의 용접 성능이 저하되므로 용접에 사용하는 경우 저합금 구조용 강의 탄소 함량은 일반적으로 0.20%를 넘지 않습니다. 또한, 탄소 함량이 높으면 강의 대기 부식 저항성이 감소하고, 노천 재고 야드에 있는 고탄소강은 녹이 슬기 쉽습니다. 또한, 탄소는 강의 저온 취성과 노화 민감성을 증가시킬 수 있습니다.
실리콘(Si): 규소는 제강 공정에서 환원제 및 탈산제로 첨가되므로, 킬드강에는 0.15~0.30%의 규소가 함유되어 있습니다. 규소는 강의 탄성 한계, 항복점, 인장 강도를 크게 향상시킬 수 있어 탄성강으로 널리 사용됩니다. 규소 함량이 증가하면 강의 용접 성능이 저하됩니다.
망간(Mn)제강 공정에서 망간은 우수한 탈산제 및 탈황제 역할을 합니다. 일반적으로 강에는 0.30~0.50%의 망간이 함유되어 있습니다. 망간은 강의 강도와 경도를 높이고, 담금질성을 높이며, 열간 가공성을 향상시키고, 용접 성능을 저하시키는 역할을 합니다.
인(P): 일반적으로 인은 강의 유해 원소로, 강의 냉간 취성을 증가시키고, 용접 성능을 저하시키며, 가소성을 감소시키고, 냉간 굽힘 가공성을 저하시킵니다. 따라서 강의 인 함량은 일반적으로 0.045% 미만으로 제한되며, 이는 고품질 강의 요구 조건을 낮추는 요인입니다.
유황(S): 유황은 일반적인 환경에서도 유해한 원소입니다. 강을 고온 취성으로 만들고, 연성과 인성을 저하시키며, 단조 및 압연 시 균열을 유발합니다. 또한, 용접 성능에도 악영향을 미쳐 내식성을 저하시킵니다. 따라서 일반적으로 유황 함량은 0.045% 미만으로 유지되어야 하며, 고품질 강에 대한 요구 조건도 낮아집니다. 강에 0.08~0.20%의 유황을 첨가하면 절삭성이 향상되어 일반적으로 쾌삭강이라고 합니다.
바나듐(V): 강철에 바나듐을 첨가하면 구조적 결정립을 미세화하고 강도와 인성을 향상시킬 수 있습니다.
니오븀(Nb): 니오븀은 입자를 미세화하고 용접 성능을 향상시킬 수 있습니다.
구리(Cu): 구리는 강도와 인성을 향상시킬 수 있습니다. 단점은 열간 가공 시 고온 취성이 발생하기 쉽고, 고철의 구리 함량이 높은 경우가 많다는 것입니다.
알루미늄(Al): 알루미늄은 강철에서 흔히 사용되는 탈산제입니다. 소량의 알루미늄을 강철에 첨가하면 입자를 미세화하고 충격 인성을 향상시킵니다.