합금관 내 강철 원소가 성능에 미치는 영향

탄소(C)강철의 탄소 함량이 증가하면 항복점, 인장 강도 및 경도는 증가하지만, 소성 및 충격 특성은 감소합니다. 탄소 함량이 0.23%를 초과하면 강철의 용접 성능이 저하되므로 용접에 사용되는 저합금 구조용 강철의 탄소 함량은 일반적으로 0.20%를 넘지 않습니다. 또한, 탄소 함량이 높으면 강철의 대기 부식 저항성이 저하되어 야외 야적장에 보관된 고탄소강은 쉽게 녹슬 수 있습니다. 뿐만 아니라, 탄소는 강철의 저온 취성 및 노화 민감성을 증가시킵니다.
실리콘(Si)실리콘은 제강 공정에서 환원제 및 탈산제로 첨가되기 때문에 탈산강에는 0.15~0.30%의 실리콘이 함유되어 있습니다. 실리콘은 강철의 탄성 한계, 항복점 및 인장 강도를 크게 향상시키므로 탄성강으로 널리 사용됩니다. 실리콘 함량이 증가하면 강철의 용접 성능이 저하됩니다.
망간(Mn)제강 공정에서 망간은 우수한 탈산제 및 탈황제입니다. 일반적으로 강철에는 0.30~0.50%의 망간이 함유되어 있습니다. 망간은 강철의 강도와 경도를 높이고, 경화성을 향상시키며, 열간 가공성을 개선하는 반면, 용접 성능은 저하시킵니다.
인(P)일반적으로 인은 강철에 유해한 원소로, 강철의 냉간 취성을 증가시키고, 용접 성능을 저하시키며, 가소성을 감소시키고, 냉간 굽힘 성능을 저하시킵니다. 따라서 강철의 인 함량은 일반적으로 0.045% 미만이어야 하며, 고품질 강철의 경우 요구 조건이 더 낮습니다.
황(S)황은 일반적인 상황에서 유해한 원소이기도 합니다. 황을 함유하면 강철이 고온에서 취성이 생기고, 연성과 인성이 저하되며, 단조 및 압연 과정에서 균열이 발생합니다. 또한 용접 성능을 저하시키고 내식성을 떨어뜨립니다. 따라서 황 함량은 일반적으로 0.045% 미만이어야 하며, 고품질 강철의 경우 요구 조건이 더 낮습니다. 강철에 0.08~0.20%의 황을 첨가하면 가공성이 향상되어 일반적으로 쾌삭강이라고 불립니다.
바나듐(V)강철에 바나듐을 첨가하면 결정립 구조를 미세화하고 강도와 인성을 향상시킬 수 있습니다.
니오븀(Nb)니오븀은 결정립을 미세화하고 용접 성능을 향상시킬 수 있습니다.
구리(Cu)구리는 강도와 인성을 향상시킬 수 있습니다. 단점은 열간 가공 시 취성이 발생하기 쉽고, 폐강철의 구리 함량이 종종 높다는 것입니다.
알루미늄(Al)알루미늄은 강철에 흔히 사용되는 탈산제입니다. 소량의 알루미늄을 강철에 첨가하면 결정립이 미세해지고 충격 인성이 향상됩니다.