A. 강재(鋼材)의 대부분은 철입니다. 그 강재(鋼材)에 소량의 원소가 재료의 특성에 큰 영향을 미칩니다. 아래 표에 주된 원소가 강재의 특성에 미치는 영향을 적었습니다.
이와 같이 강재 중의 미량의 원소는 강재의 특성을 크게 자우하기 때문에 크 특성을 이용하여 강재를 개발, 제조합니다.
| 원소 | 특성 |
| C (탄소) | 기계적 성질에 가장 많이 기여하는 원소로서, 강도 상승, 열처리 특성 향상에 효과가 있습니다. 하지만, 너무 많이 사용하면 연성(延性), 인성(靭性)을 저하 시킵니다. 따라서, 용접 구조용 철강에서는 상한선을 정하고 있습니다. |
| Si (규소) | Al, Mn과 동일하게 탈산제(Deoxidiser)로 사용됩니다. 0.5% 이하에서는 페라이트(Ferrite)에 고용하여 연성, 인성을 손상시키지 않고 강도를 높여줍니다. 합유량이 적으면 강도와 경도를 조금 향상시키지만 함유량이 많아지면 내식성과 내마멸성을 크게 증가시키고, 전자기적 성질도 개선 시킵니다. |
| Mn (망간) | 치환형(置換型)으로 고용(固溶)하고 페라이트(Ferrite)를 강화하며 펄라이트(pearlite)를 치밀하게 하여, 강도를 높여줍니다. C보다 강도가 높아지는 것에 비해 인성(늘어남) 저하가 적고, 용접성에 대한 악영향이 적습니다. 열처리 특성을 향상시켜 열처리가 필요한 강종에는 꼭 필요한 원소입니다. 강도,경도, 냐마멸성을 증가시키고 취성을 방지합니다. |
| P (인) | 편석(segregation)하기 쉬운 원소로서 인성 및 용접성을 손상시킵니다. 하지만 Cu, Cr과 함께 내후성(耐候性)에 효과가 있습니다. |
| S (황) | P(인)과 함께 편석하기 쉬운 원소로서 인성, 용접성 가공성에 악영향을 끼치는 원소로서 최대한 줄이는 것이 바람직합니다. 또한 개재물인 MnS를 형성합니다. 이는 열간 압연 시 점성(粘性)으로 변화시켜 강재의 판 두께에 악영향을 줍니다. 하지만, 절삭 가공 시 칩 브레이커(chip breaker)로 작용하여 절삭성을 향상시킵니다. |
| Cu (동) | 고온 제조 시 깨지는 것에 조심해야 합니다만, 상온 제조시에는 석출경화(析出硬化)로 강도를 높이는데 필요한 원소입니다. 또한 내후성(耐候性)에 효과가 있습니다. 크로뮴 또는 크로뮴-텅스텐과 함께 사용해야 그 효과가 큽니다. 석출경화가 일어나기 쉽게 하고 내산화성을 증가시킵니다. |
| Ni (니켈) | 강도, 인성 양쪽에 필요한 원소입니다. 저온용 강종 등에는 필요에 따라서 0.5~9%정도 첨가되고 있습니다. |
| Cr (크롬) | 열처리 특성을 대폭 증가시킵니다. 내후성(耐候性)과 내식성(耐食性) 고온특성(高温特性) 향상시키는 원소로써 내후성과 내식성이 필요로 하는 강종에는 꼭 필요한 원소입니다. 함유량이 적어도 강도와 경도를 증가시키며, 합유량이 많아지면 내식성, 내열성 및 자경성을 크게 증가시키는 외에 탄화물의 생성을 용이하게하여 내마멸성도 증가시킵니다. |
| Mo (몰리브덴) | 고온 강도를 높입니다. 열처리(뜨임) 시 소성(塑性)이나 연성(延性)을 상실하는 것을 막아주는 역할을 합니다. 합유량이 적으면 니켈과 거의 비슷한 작용밖에 하지 못하지만 합유량이 많아지면 내마멸성을 크게 증가시키고 적열 취성을 방지합니다. |
| Al (알루미늄) | 일반적으로 탈산재(Deoxidiser)로 사용됩니다. N의 왜곡 효과를 개선하고, 인성을 향상시킵니다. |
| Nb (니오븀) | 0.02~0.05% 첨가하면 A3변태 시 페라이드 생성을 억제하며, 결정 입자를 미세화하고 인성 향상에 기여합니다. |
| Ti (티타늄) | 소량의 첨가로 탄화물이나 질화물의 결정립을 미세화에 기여하여 인성을 향상시킵니다. 규소나 바나듐과 비슷한 작용을 하고, 탄화물의 생성을 용이하게 하며, 결정 입자 사이의 부식에 대한 저항성을 증가 시킵니다. |
| V (바나듐) | 소량의 첨가로 탄화물이나 질화물의 결정립을 미세화에 기여하여 인성을 향상시킵니다. 몰리브데넘과 비슷한 작용을 하지만 경화성을 증가시킵니다. |
| N (질소) | C와 같이 침입형(侵入型) 고용체(固溶体)로 과도한 N(질소)는 변형 시효(變形時效)의 원인이 됩니다. 하지만, 적정량의 N(질소)는 Al, Nb, Ti와 질화물을 생성하고, 결정립을 미세화하여 인성을 향상시킵니다. |
| W (텅스텐) | 함유량이 적으면 크로뮴과 거의 비슷한 작용밖에 하지 못하지만 합유량이 많아지면 탄화물 생성을 용이하게하여 경도와 내마멸성을 크게 증가시킵니다. 특히, 고온 강도와 경도를 증가시킵니다. |
| Co (코발트) | 크로뮴과 함께 사용하여 고온 강도와 고온 경도를 크게 증가 시킵니다. |