특수용도용 합금강

1) 쾌삭강(free cutting steel)

(1) S쾌삭강

S를 0.16% 정도 첨가한 강은 절삭성이 우수하고 수명이 길어지므로 정밀나사 등에 사용되며, Mn을 약간 높여 0.35%까지 S을 첨가하여 기계구조용 탄소강에 적용된다.

(2) Pb쾌삭강

① 강 속에 0.1~0.35%Pb을 첨가하여 기계부품에 이용한다.

② 기계구조용 탄소강, 기계구조용 합금강, 공구강, 스테인리스강 등에 적용된다.

(3) Ca쾌삭강

① CaO-SiO2-Al2O3계의 Ca복합산화물을 강 속에 분산시킨 강이다.

② 기계적 성질, 소성가공성, 용접성 등이 탄소강과 동등하므로 기계구조용강을 주체로 해서 자동차부품 등에 이용한다.

2) 스프링강(spring steel)

(1) 스프링강의 종류

① 열처리하여 탄성한도를 상승시킨 강에는 탄소강, Mn강, Si-Mn강, Cr강, Cr-V강, Cr-Mn강 등이 있다.

② 가공스프링은 소형물을 수10%의 강한 냉간가공으로 가공경화시켜 만든다.

③ 냉간성형 스프링은 고온가공에 의해서 성형하고 저온풀림을 하므로 가공성이 좋아진 Fe계 스프링, 박판 스프링 등이 있다.

④ 열강성형 스프링에는 종합스프링 및 코일스프링 등이 있다.

⑤ 상온가공으로 경화시킴으로써 탄성한도를 증가시키는 경강선, 피아노선 및 마대강 등은 열처리하지 않고 그대로 사용한다.

(2) 스프링강의 용도

① 일반자동차용：Si-Mn강(열처리 스프링강), Cr-Mn강

② 정밀한 고급스프링：Cr-V강(고급 스프링)

③ 내식․내열용 스프링강：스테인리스강, 고크롬강

3) 베어링강(bearing steel, STB)

(1) 고탄소강에 0.9~1.6%의 Cr을 첨가시켜 강도와 경도 및 탄성한도, 피로한도를 크게 하며 내열성을 우수하게 만든 합금강을 베어링강이라 한다.

(2) ISO 규격에서의 강종의 규정

① 일반용 베어링

㉮ 1.0%C-1.0~2.0%Cr강으로 피삭성, 담금질성, 전동피로 수명이 좋고 저렴하다.

㉯ 각종 기계장치의 회전계, 로울러, 게이지 등에 사용한다.

② 침탄 베어링

㉮ 저탄소강(0.07~0.23%C)에 Ni, Cr, Mo을 소량 첨가한 강이 사용된다.

㉯ 용도：차량, 철도 차량, 고속 압연기 등의 베어링용으로 사용된다.

③ Stainless 베어링

㉮ Cr12.0~18.0%를 함유한 강이 사용되며 때로는 Mo을 첨가한 것으로 내식성이 좋아서 산이나 산화에 잘 견딘다.

㉯ 용도：내식계기(耐蝕計器), 화학기기 등의 베어링, 해수용 침지베어링에 사용한다.

④ 고온 베어링

㉮ 고탄소강의 Cr-Mo강에 Al, V, W, Ni, Co 등을 첨가한 강이다.

㉯ 고온경도와 치수안정성이 있으며 jet engine, gas turbin 등의 베어링에 사용된다.

(3) 베어링강의 용도

① 내충격용 베어링：표면경화용 Cr강

② 내고온성이 요구되는 베어링용：고속도강, Ni-Co강

③ 내식용, 내열용 베어링：스테인리스강

4) 게이지강(gauge steel)

(1) 조성：0.85~1.2%C-0.5~3.6%Cr-0.5~3.0%W-0.9~1.45%Mo의 합금강

(2) 각종 정밀계측기 및 정밀부품으로 사용하는 강이다.

5) 영구자석강

(1) 자석강의 종류

① MK(alnico)：10~20%Ni-7~10%Al-20~40%Co-3~5%Cu-1.0%Ti-Fe계 합금

② vicalloy：38%Fe-52%Co-10%V계 합금

③ cunife：30%Fe-20%Ni-60%Cu계 합금

④ cunico：Cu-Ni-Co계 합금

⑤ KS자석강：Fe-Co-Cr-W계 합금

⑥ Koster자석강：12%Co-17%Mo-Fe계 합금으로 석출경화형 자석의 대표다.

⑦ NKS자석강

⑧ OP자석강(Co-Ferrite자석)：CoO-Fe2O3-Fe2O4계의 합금

⑨ sendust：5~11%Si-3~8%Al계 합금

⑩ Permally：Fe-78.5%Ni계 합금

(2) 담금질경화형 영구자석강

① Martensite 변태를 이용한 자석강으로 용해, 주조, 단조 및 열간압연한 후 풀림처리한다.

② 종류：탄소강, W강, Cr강, SA강, KS강

(3) 석출경화형 영구자석강(Koster합금, Remally, Comel)

① Fe-Mo-Co자석강은 과포화 α-고용체에서의 석출경화를 이용한 합금이다.

② 종류：Koster강, NK강, Cunico강

(4) 미립자형 영구자석강

① Ferrite자석은 비철금속산화물의 분말을 혼합하여 가압성형 소결한 것으로 가볍고 고유저항값이 매우 높아 다른 자석강보다 우수하다.

② 보자력이 대단히 크고 잔류자기가 적고 취성이 있다.

6) 전기저항용 합금

(1) 전기저항용 합금의 종류

① 크로멜 A(80%Ni-20%Cr), 크로멜 B(85%Ni-15%Cr)가 많이 사용된다.

② Ni-Cr계 합금

㉮ Cr을 40% 함유한 합금으로 전기고유저항이 크다.

㉯ 가공성, 내산화성, 고온강도가 좋지 않으나 내식성과 내열성이 매우 좋다.

③ 니크롬선(nichrome)

㉮ 15~20%Cr과 약간의 Mn을 함유한 Ni-Cr강으로 전열재료로 많이 사용된다.

㉯ 전기저항이 크고 내식성과 내열성이 매우 우수하므로 약 1100℃까지 사용된다.

④ Ni-Cr-Fe계 합금

㉮ Mn이 1~2% 첨가되며 Fe의 함유량이 많아지면 내열성과 내식성이 저하된다.

㉯ 보통 1000℃에서 사용한다.

⑤ Fe-Cr-Al계 합금

㉮ Al을 2~6% 첨가하여 내열성과 전기저항성을 높여준 합금이다.

㉯ 내식 및 내열성이 좋아 약 1200℃ 정도까지 사용할 수 있다.

⑥ Kanthal：Fe-20%, Cr-5%, Al-1.5~3.0%, Co계 합금

Ni-Cr계보다 내열성이 우수하며, 최고 1250℃까지 연속하여 사용할 수 있다.

(2) 전기용 특수강

① 0.8%C 이하-0.4~4.3%Si, 0.35%Mn의 0.2~0.5mm 두께의 판형 또는 띠강의 규소강판이 사용된다.

② Si함유량에 따른 용도

㉮ 0.5~1.5%：발전기 또는 전동기 철심

㉯ 1.5~2.5%：발전기의 발전자, 유도전동기의 회전자

㉰ 2.5~3.5%：유도전동기의 고정자용 철심, 변압기 및 발전기 철심

㉱ 3.5~4.5%：변압기 철심 및 전화기