슈퍼맨은 "강철의 사람"일 수 있지만 안목있는 과학자는 어떤 유형입니까?
강철은 지구상에서 가장 강력하고 가장 중요한 재료 중 하나이지만 종이 클립과 같은 가정 용품을 고층 건물 및 자동차 쉘의 대들보에 연결하지만 모든 강철은 같은. 가장 일반적인 두 가지 강철 합금, 4140 및 4150 강철은 강도와 사용 가능한 조건이 다릅니다.
4140 및 4150 강철이란 무엇입니까?
강철은 합금이거나 둘 이상의 원소의 혼합물입니다. 그것은 주로 철이며 약 1 %의 탄소와 때로는 소량의 다른 물질이 있습니다.
4140 및 4150 강철은 두 개의 강하고 단단한 강철 합금입니다. 탄소 이외에도 각각 0.80 ~ 1.10 %의 크롬과 0.15 ~ 0.25 %의 몰리브덴을 함유하고 있습니다.
4140 대 4150 강철
SAE (Society of Automotive Engineers)와 미국 철강 협회 (AISI)는 4 자리 시스템 강철의 화학 성분을 지정합니다. 강철 합금의 경우 처음 두 자리는 존재하는 주요 합금 원소를 나타내고 마지막 두 자리는 탄소 함량을 100 분의 1 %로 나타냅니다. 즉, 4140 및 4150 강철은 동일한 합금 원소, 크롬 및 몰리브덴을 가지고 있지만 4150 강철에는 탄소가 더 많습니다.
속성 측면에서 4140과 4150 강철의 차이점은 다음과 같습니다.
- 인장 강도, 재료가 파손되기 전에 견딜 수있는 당기기의 최대 응력을 설명합니다. 4150 재료는 4140 재료보다 인장 강도가 높습니다.
- 연성 및 작업 성, 강철이 얼마나 쉽게 사용되는지를 나타냅니다. 4140 및 4150 강철은 모두 쉽게 용접 할 수 있지만, 4140 재료는 연성 또는 구부릴 수있는 능력과 저온 작업 조건에서 사용할 수 있다는 사실로 더 잘 알려져 있습니다. 반면에 4150 재료는 사용하기 전에 열처리해야합니다.
D2 대 4140 강철
도구에서 발견되는 또 다른 일반적인 철 합금은 D2로 알려져 있습니다. 4140 강철과 86 % 동일하지만 특히 탄소와 크롬의 비율이 더 높습니다. D2 강철은 강철 도구 중에서 가장 높은 연성을 가질 수 있습니다.
강철 합금의 열처리
제조업체는 다음과 같은 프로세스를 통해 D2, 1440 및 1450 강철을 포함한 다양한 강철의 재료 속성을 설정할 수 있습니다. 열처리. 탄소 합금강에 열이 가해지는 방식을주의 깊게 제어하면 강철 내부의 분자 배열이 변경되어 다른 특성이 발생합니다.
예를 들어, 강철 합금은 어닐링 용광로에서 고온으로 만든 다음 천천히 식 힙니다. 이 옵션을 사용하면 연성이 더 높고 취성이 적은 강철이 만들어 지므로 다른 옵션처럼 쉽게 내부 응력에서 파손되지 않습니다.
그 동안에 템퍼링 낮은 온도에서 발생하는 열처리로 재료의 인성과 연성이 증가하지만 강도도 다소 감소합니다. 더 많은 연성을 얻을수록 더 많은 강도가 손실되지만 일반적으로 강철의 사용 사례를 변경하기에는 그다지 많지 않습니다. 알루미늄을 포함한 다른 재료도 같은 방식으로 단련됩니다.
기타 강철 합금
탄소, 크롬 및 몰리브덴 외에도 특정 특성을 가진 강철 합금을 형성하는 데 일반적으로 몇 가지 다른 요소가 사용됩니다. 여기에는 코발트, 망간, 텅스텐 및 바나듐이 포함됩니다.
1440 및 1450 강철 외에 가장 일반적인 합금은 4340 (니켈-크롬-몰리브덴 강철), 6150 (크롬-바나듐 강철) 및 8620 (HSLA 강철)입니다.
HSLA는 "고강도 저 합금,"이는 강철이 특정 조건을 충족하도록 설계되었음을 의미합니다. 기계적 요구 사항보다는 화학 작곡. 따라서 주어진 유형의 HSLA 강철 합금에는 실제로 다양한 양의 원소가 추가 될 수 있습니다. 내림차순으로 8620 강철은 철, 탄소, 실리콘, 몰리브덴, 망간, 니켈, 크롬, 황 및 인으로 구성됩니다.