특수강에 대해 알아보자

특수강에는 여러 가지 종류로 구분되어 있습니다. 니켈강, 크롬강, 규소강, 스테인리스 스틸 강, 망간강 등이 있습니다.

특수강의 종류에 대해 하나하나씩 살펴보기로 하겠습니다. 

 

니켈강 (nickel steel)

탄소강에 니켈을 첨가하여 담금질이 잘 되게 하여 강철을 강인하게 만드는 특수강으로 나중에 침탄해서 사용할 경우에, 탄소량이 0.2% 이하인 것을 사용해야 합니다. 보통 구조용으로 담금질, 뜨임 처리해서 사용할 경우에는 탄소량을 0.3% 정도로 하고, 5% 이하의 니켈을 첨가해서 사용합니다. 

 

주로 자동차용, 교량용으로 사용되며, 침탄한 것은 차축이나 기어, 볼트, 크랭크축 등의 재료로 사용이 됩니다. 니켈을 가하면 강철의 결점인 저온 메짐성도 개선이 됩니다.

 

니켈, 크롬강 (nickel chrome steel)

합금 원소로서 니켈과 크롬을 첨가한 강철로 기계구조용으로 탄소 0.25%~0.40%, 니켈 1.0~3.5%, 크롬 0.5~1.0%를 함유한 것이 많이 사용되며, 담금질과 뜨임 처리에 의해서 뛰어난 강인성을 갖게 됩니다. 16~17% 이상의 크롬, 7~8% 이상의 니켈을 첨가한 것은 스테인리스강, 내열합금으로 불리며 스테인리스강은 크롬 18%, 니켈 8%, 내열합금은 크롬 25%, 니켈 20%를 함유한 것이 주로 사용됩니다. 니켈 크롬강은 기계 구강 특수강의 원조라고 할 만한 강으로서, 처음에는 포신용으로 발달하였고, 그 후에는 크랭크축, 추진축, 기어, 커넥팅 로드 등 큰 힘을 받으면서 강인성을 요구하는 기계 부품에 많이 쓰입니다. 

 

크롬강 (chrome steel) 

철과 탄소의 합금인 강의 성질을 개량할 목적으로 크롬을 가한 합금으로 합금강, 특수강의 일종입니다. 철에 크롬을 가하면 면심입방의 온도 범위인 900~1,400℃가 점점 좁아져서 크롬 약 15%가 되면, 녹는 온도가 되기까지 체심 입방의 결정형으로만 됩니다. 보통 크롬강이라고 하는 것은 구조용의 것으로, 크롬의 양은 보통은 1.2%, 최고 2% 정도까지입니다. 

 

크롬이 들어가면 담금질이 잘 되어, 물속에서 담금질하지 않고 기름 속에 넣어도 담금질이 되므로, 담금질할 때 균열이 생길 염려가 없으며, 볼베어링의 볼에 사용하는 것은 크롬 2%, 탄소 1~2%의 것으로 공구에 사용되는 크롬강도 마찬가지입니다. 침탄이라고 하여, 표면에 탄소를 도입하여 단단하게 할 목적의 크롬강은, 최초의 탄소량이 약 50%의 것이 특별히 만들어지고 있습니다.    

 

스테인리스 스틸 강

스테인리스 스틸 강은 탄소량이 적을수록 내식성이 커집니다. 경도에 비하여 가공성이 좋고 기계적 성질이 좋으며, 전기저항이 크고 열전도율이 낮습니다. 납땜이 가능합니다. 스테인리스 스틸 강에는 종류가 다양하게 있습니다.

 

13 크롬 스테인리스 스틸 강은 용접성이 좋지 않지만, 가공성이 좋으며, 자성이 있습니다. 퀀칭 열처리로 경화하며, 스테인리스 스틸 강 중 가장 내식성이 떨어져 있다고 볼 수 있습니다. 13 크롬 스테인리스 스틸 강은 가장 염가이기 때문에 볼트나 식기, 너트, 나이프류로 많이 쓰이고 있습니다. 

 

18 크롬 스테인리스 스틸 강은 내산성이 적고 염기에 약합니다. 퀀칭하여도 경화하지 않고 자성이 있으며 용접성이 좋습니다. 가공성이 약하며 염가이기 때문에 전기 기구나 주방용품으로 널리 쓰이고 있습니다.  

 

망간강 (manganese steel)

망간 1~2%를 첨가하여 탄소 0.2~1.0%를 함유하는 것으로 망간 10~14%를 첨가하여 탄소량도 0.9%~1.3%나 되는 고망간강이 있습니다. 전자는 펄라이트 강, 후자는 담금질하면 오스테나이트강이 됩니다. 망간이 들어가면 오스테나이트가 안정해집니다. 망간 10~12%인 것은 1,000℃ 근처에서 기름 담금질, 12~14%인 것은 물 담금질 하면 완전히 오스테나이트가 됩니다. 

 

망간 강의 특징은 내마모성과 절삭성이 우수하기 때문에, 장갑판이나 철도 레일의 포인트, 무한궤도, 토목 기계, 광산기계의 흙이나 광석에 닿는 부분에 사용이 됩니다. 고망간강은 해드필드 강이라고도 불립니다.