기계구조용 탄소강 완벽 총정리(S25C,S45C)
1. 기계구조용 탄소강이란?
기계구조용 탄소강은 일반적으로 탄소량이 0.30%에서 0.60%인 탄소강으로, 강도와 인성이 균형적으로 유지되는 재질입니다. 이러한 탄소강은 대부분의 기계 부품, 장비 및 구조물에 사용됩니다.
기계구조용 탄소강은 용접, 연성 및 가공이 용이하고, 저렴한 가격으로 제공됩니다. 또한 일반적으로 열처리에 의해 강도와 경도를 향상시킬 수 있습니다.
기계구조용 탄소강은 일반적으로 SAE/AISI 1000에서 1099 범위에 속하며, 강재의 강도 등급은 일반적으로 40ksi에서 100ksi까지입니다.
2. 기계구조용 탄소강 종류
기계구조용 탄소강은 일반적으로 탄소량에 따라 다음과 같이 분류됩니다.
- 저탄소강 (Low carbon steel): 탄소량이 0.05% 이하인 강으로, 용접 및 가공이 용이하며, 낮은 강도와 인성을 가지고 있습니다.
- 중탄소강 (Medium carbon steel): 탄소량이 0.3%에서 0.6%인 강으로, 강도와 인성이 균형적으로 유지되며, 일반적으로 열처리에 의해 강도와 경도를 향상시킬 수 있습니다.
- 고탄소강 (High carbon steel): 탄소량이 0.6% 이상인 강으로, 강도와 경도가 높지만, 인성이 낮습니다. 일반적으로 경화 처리를 통해 강도를 향상시킵니다.
- 초고탄소강 (Ultra-high carbon steel): 탄소량이 2.0% 이상인 강으로, 매우 높은 강도와 경도를 가지고 있지만, 인성이 매우 낮습니다. 일반적으로 칼날, 스프링 등의 제조에 사용됩니다.
3. 기계구조용 탄소강 분류
기계구조용 탄소강의 재질에는 다양한 등급이 있습니다. 일부 일반적으로 사용되는 기계구조용 탄소강 재질에는 다음과 같은 것이 있습니다.
- ASTM A36: 미국 항공우주국 (NASA)이도 사용하고 있는, 가장 일반적인 기계구조용 탄소강 중 하나로, 우수한 인성과 저항성을 가지고 있습니다.
- SAE/AISI 1018: 저탄소강으로, 용접 및 가공이 쉽고, 저렴한 가격으로 제공됩니다.
- SAE/AISI 1045: 중탄소강으로, 일반적으로 열처리에 의해 강도와 경도를 향상시킬 수 있습니다.
- SAE/AISI 4140: 중-고탄소합금강으로, 용접 및 가공이 쉽고, 열처리에 의해 강도와 경도를 높일 수 있습니다.
- EN8: 영국 표준에 따른 기계구조용 탄소강으로, 열처리에 의해 강도와 경도를 향상시킬 수 있으며, 용접 및 가공이 쉽습니다.
- JIS S45C: 일본 산업규격에 따른 중탄소강으로, 열처리에 의해 강도와 경도를 향상시킬 수 있으며, 용접 및 가공이 쉽습니다.
4. S25C, S45C (자동차부품용 대표 재질)
S25C와 S45C는 모두 일본 산업규격(Japanese Industrial Standard, JIS)으로 분류되는 기계구조용 탄소강의 일종이며,
자동차 부품용으로 주로 사용합니다.
- S25C: JIS G4051에서 규정하는 탄소강으로, 일반적으로 낮은 인장강도와 높은 인성을 가지고 있습니다. 일반적으로 저항용 부품, 굴삭기 부품, 축, 기어 및 프레임 등의 구성 요소로 사용됩니다. C25E로도 불리며, 강재 내 탄소 함량이 0.25%인 것이 특징입니다.
- S45C: 더 높은 인장강도와 경도를 가지고 있는 JIS G4051에서 규정하는 탄소강으로, 일반적으로 자동차 및 기계 부품, 축, 기어, 스프링 등의 부품으로 사용됩니다. C45E로도 불리며, 강재 내 탄소 함량이 0.45%인 것이 특징입니다. S25C에 비해 강도와 경도가 높아져서, 좀 더 고강도의 부품에 사용됩니다.
5. 기계구조용 탄소강 장점
기계구조용 탄소강은 다양한 장점을 가지고 있습니다.
- 우수한 가공성: 탄소강은 용접 및 가공이 쉬우며, 다양한 형태로 가공이 가능합니다. 따라서 제작 과정에서 높은 생산성과 저렴한 가격으로 생산할 수 있습니다.
- 우수한 인성: 기계구조용 탄소강은 일반적으로 우수한 인성을 가지고 있습니다. 인성이란 충격하중에 대한 재료의 내구성을 의미하며, 고강도 강재에 비해 인성이 높아 매우 견고하고 내구성이 우수합니다.
- 우수한 강도: 기계구조용 탄소강은 강도가 높으며, 열처리를 통해 강도와 경도를 더욱 향상시킬 수 있습니다.
- 우수한 가격대: 탄소강은 상대적으로 저렴한 가격대를 가지고 있어, 대량 생산이 가능하며, 기계적 성능이 요구되는 다양한 산업에서 사용되고 있습니다.
- 우수한 가벼움: 탄소강은 비교적 가벼운 무게를 가지고 있어, 대형 구조물의 제작 및 조립이 가능합니다.
- 우수한 용접성: 탄소강은 용접성이 뛰어나며, 용접 부위의 강도 저하를 최소화할 수 있습니다. 따라서 대형 구조물의 제작 및 유지 보수 등에서 사용되고 있습니다.
6. 기계구조용 탄소강 단점
기계구조용 탄소강은 다음과 같은 단점도 가지고 있습니다.
- 부식성: 탄소강은 수분이나 산화제에 노출되면 부식될 수 있습니다. 따라서 내식성이 필요한 환경에서 사용하기에는 적합하지 않을 수 있습니다.
- 낮은 내열성: 탄소강은 높은 온도에서는 구조적 안정성을 잃어버릴 수 있습니다. 따라서 고온에서 사용하기에는 적합하지 않을 수 있습니다.
- 낮은 내식성: 탄소강은 비교적 낮은 내식성을 가지고 있어, 환경적인 조건이나 내식성이 중요한 부분에서는 다른 재료가 필요할 수 있습니다.
- 금속 조성의 한계: 탄소강은 금속 조성의 한계를 가지고 있어, 적절한 조성을 유지하기 위해서는 엄격한 제조 및 가공 기술이 필요합니다.
- 가공성 향상을 위한 열처리 요구: 탄소강의 경도와 강도를 향상시키기 위해서는 열처리가 필요합니다. 따라서 생산 과정에서 추가적인 시간과 비용이 들어갈 수 있습니다.
7.기계구조용 탄소강 물성치
기계구조용 탄소강의인장강도는 다음과 같다.
| 분류 및 종별 |
기호 |
인장강도(N/㎟) |
주요 용도 및 특징 |
|
| 1종 |
SM10C |
314 이상 |
N |
열처리 구분 N : 노멀라이징 H : 퀜칭, 템퍼링 A : 어닐링 |
| 2종 |
SM12C |
373 이상 |
N |
|
| 3종 |
SM15C |
373 이상 |
N |
|
| 4종 |
SM17C |
402 이상 |
N |
|
| 5종 |
SM20C |
402 이상 |
N |
|
| 6종 |
SM22C |
441 이상 |
N |
|
| 7종 |
SM25C |
441 이상 |
N |
|
| 8종 |
SM28C |
471 이상 |
N |
|
| 9종 |
SM30C |
539 이상 |
H |
|
| 10종 |
SM33C |
510 이상 |
N |
|
| 11종 |
SM35C |
569 이상 |
H |
|
| 12종 |
SM38C |
539 이상 |
N |
|
| 13종 |
SM40C |
608 이상 |
H |
|
| 14종 |
SM43C |
569 이상 |
N |
|
| 15종 |
SM45C |
686 이상 |
H |
|
| 16종 |
SM48C |
608 이상 |
N |
|
| 17종 |
SM50C |
735 이상 |
H |
|
| 18종 |
SM53C |
647 이상 |
N |
|
| 19종 |
SM55C |
647 이상 |
N |
|
| 20종 |
SM58C |
785 이상 |
H |
|
| 21종 |
SM9CK |
392 이상 |
H |
침탄용 |
| 22종 |
SM15CK |
490 이상 |
H |
|
8.기계구조용 탄소강 화학성분
기계구조용 탄소강의 화학성분 및 경도는 다음과 같다.
| SPECIFICTION | CHEMICAL COMPOSITION(%) | MECHANICAL PROPERTIES | ||||||||||
| JIS | AISI/ SAE |
DIN | C | Si | Mn | P | S | 열처리 (H.T) |
항복점 (Y.P) Kg/mm2 |
인장강도(T.S) Kg/mm2 |
연신율 (EL) % |
경도 (HB) |
| S10C | 1010 | 1.0301 | 0.08~0.13 | 0.15~0.35 | 0.30~0.60 | 0.030max | 0.035max | N | 21min | 32min | 33min | 109~ 156 |
| S15C | 1015 | 1.0401 | 0.13~0.18 | 0.15~0.35 | 0.30~0.60 | 0.030max | 0.035max | N | 24min | 38min | 30min | 111~ 167 |
| S20C | 1020 | 1.0402 | 0.18~0.23 | 0.15~0.35 | 0.30~0.60 | 0.030max | 0.035max | N | 25min | 41min | 28min | 116~ 174 |
| S25C | 1025 | 1.1158 | 0.22~0.28 | 0.15~0.35 | 0.30~0.60 | 0.030max | 0.035max | N | 27min | 45min | 27min | 123~ 183 |
| S30C | 1030 | 1.1178 | 0.27~0.33 | 0.15~0.35 | 0.60~0.90 | 0.030max | 0.035max | H | 34min | 55min | 23min | 152~ 212 |
| S35C | 1035 1037 |
1.0501 | 0.32~0.38 | 0.15~0.35 | 0.60~0.90 | 0.030max | 0.035max | H | 40min | 58min | 22min | 167~ 235 |
| S40C | 1039 1040 |
1.1186 | 0.37~0.43 | 0.15~0.35 | 0.60~0.90 | 0.030max | 0.035max | H | 45min | 62min | 20min | 179~ 255 |
| S45C | 1045 1046 |
1.0503 | 0.42~0.48 | 0.15~0.35 | 0.60~0.90 | 0.030max | 0.035max | H | 50min | 70min | 17min | 201~ 269 |
| S48C | - | - | 0.45~0.51 | 0.15~0.35 | 0.60~0.90 | 0.030max | 0.035max | N | 37min | 62min | 18min | 179~ 235 |
| S50C | 1050 | 1.1213 | 0.47~0.53 | 0.15~0.35 | 0.60~0.90 | 0.030max | 0.035max | H | 55min | 75min | 15min | 212~ 277 |
| S55C | 1055 | 1.0535 | 0.52~0.58 | 0.15~0.35 | 0.60~0.90 | 0.030max | 0.035max | H | 60min | 80min | 14min | 229~ 285 |
9.가격
S25C. S24C등 SxxC는 2023년 3월 02일 기준 1,200원 형성되고 있습니다.
긴글 읽어주셔서 감사합니다. 끝.
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