강철의 녹는점이란?

강철은 건설 및 운송에서 의료 장비 및 가전 제품에 이르기까지 광범위한 용도를 가진 대중적이고 다재다능한 금속입니다. 철강의 융점은 가열 및 냉각 시 철강의 거동을 결정하기 때문에 금속의 중요한 특성입니다.

이번 포스팅에서는 강철의 녹는점과 강철 등급 및 불순물의 존재가 어떻게 영향을 미치는지 자세히 살펴보도록 하겠습니다.

 

강철의 녹는점이란?

강철의 녹는점은 약 2,200-2,500 화씨(°F) 또는 1,205-1,370 섭씨(°C)의 더 높은 온도에서 발생합니다.

대부분의 강철에는 강도, 내식성 또는 제작 용이성과 같은 특성을 조정하기 위해 다른 금속이 추가됩니다. 강철은 탄소의 양을 조절하기 위해 가공된 원소 철일 뿐입니다. 땅에서 나온 철은 약 섭씨 1510도(2750도)에서 녹습니다. 강철은 종종 약 섭씨 1370도(2500°F)에서 녹습니다.

황, 인, 납과 같은 불순물은 강철의 융점을 낮출 수 있습니다. 이러한 불순물은 순강 매트릭스로 둘러싸인 작은 원자 클러스터인 개재물을 형성합니다. 개재물은 강철을 더 잘 부서지게 만들고 융점을 최대 50°C(90°F)까지 낮출 수 있습니다.

녹는점이 높은 철강을 생산하기 위해서는 탈산이라는 공정을 통해 철강의 불순물을 제거해야 합니다. 이 과정에서 철에 알루미늄, 규소, 망간 등의 원소를 첨가하면 불순물과 반응하여 철에서 제거된다.

합금 원소의 존재와 비율에 따라 강철의 녹는점이 달라집니다.

 

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강철의 종류와 녹는점

강철의 종류	녹는점(℃)	녹는점(℉)
탄소강	1371-1540°C	2500-2800°F
스테인리스 스틸	1400-1530°C	2550-2790°F
합금강	1415-1432°C	2600-2610°F
공구강	1400-1425°C	2550-2600°F
저탄소강	1410°C	2570°F
중간 탄소강	1425-1540°C	2600-2800°F
고탄소강	1425-1540°C	2600-2800°F

 

이는 일반적인 지침일 뿐이며 특정 강철의 실제 녹는점은 구성 및 제조 공정에 따라 다를 수 있습니다.

위에서 언급한 주요 유형의 강철을 사용하여 강철의 녹는점을 살펴보겠습니다.

 

탄소강의 녹는 점이란?

탄소강의 녹는점은 약 1371-1540°C(2500-2800°F)이며 탄소 함량에 따라 다릅니다.

탄소강의 탄소량은 다양할 수 있으며, 최대 약 0.3%의 탄소를 함유한 저탄소강, 0.3~0.6%의 탄소를 함유한 중탄소강, 0.6% 이상의 탄소를 함유한 고탄소강이 있습니다. 탄소 외에도 구리(0.6%), 망간(1.65%) 및 규소(0.6%)가 미량 포함되어 있습니다. 강철에 더 많은 탄소가 첨가될수록 녹는점이 높아집니다.

저탄소강의 융점은 일반적으로 약 1410°C(2570°F)인 반면 중탄소강의 융점은 일반적으로 약 1490-1530°C(2600-2800°F)입니다. 고 탄소강은 약 1425-1540 °C (2600-2800 °F)의 가장 높은 녹는점을 가지고 있습니다.

그러나 이것은 대략적인 녹는점이며 특정 강철의 실제 녹는점은 강철의 순도와 구성에 따라 달라집니다.

탄소 함량 외에도 다른 요인도 탄소강의 융점에 영향을 줄 수 있습니다. 황 및 인과 같은 불순물은 강철의 융점을 낮출 수 있습니다. 강철에 니켈, 망간, 크롬 등과 같은 합금 원소의 존재도 녹는점에 영향을 줄 수 있습니다.

 

스테인리스 스틸의 녹는점이란?

스테인리스강의 녹는점은 1400~1530°C(2550~2790°F)입니다. 특정 유형의 스테인리스 강의 녹는점은 정확한 화학 조성에 따라 다릅니다.

10.5%~11%의 크롬을 함유한 스테인리스강의 녹는점은 1510°C(2750°F)입니다.

스테인리스강 등급 304의 녹는점 범위는 1400-1450°C입니다. 등급 316의 범위는 1375-1400°C입니다. 및 등급 321 범위는 1400-1425°C입니다. DSS 등급 2205의 녹는점 범위는 1385-1440°C입니다.

 

다른 스테인리스 강 등급의 융점은 다음과 같습니다.

• 등급 304. 1400-1450°C(2552-2642°F)
• 등급 316. 1375-1400°C(2507-2552°F)
• 등급 430. 1425-1510°C(2597-2750°F)
• 등급 434. 1426-1510°C(2600-2750°F)
• 등급 420. 1450-1510°C(2642-2750°F)
• 등급 410. 1480-1530°C(2696-2786°F)

 

합금강의 녹는 점이란?

합금강은 저합금강과 고합금강의 두 그룹으로 나뉘며 전자가 두 그룹 중 더 일반적으로 사용됩니다. 저합금강의 융점은 1432°C(2610°F)이고 고합금강의 융점은 1415°C(2600°F)입니다.

1~50%의 합금 원소를 포함하는 합금강을 합금강이라고 합니다. 합금강은 망간, 니켈 또는 몰리브덴과 같은 다른 원소를 포함하는 강철로 탄소강과 다른 특성을 부여합니다. 합금강의 융점은 특정 유형 및 합금 원소에 따라 다릅니다.

 

공구강의 녹는 점이란?

이 유형의 융점은 1400~1425°C(2550~2600°F) 범위에서 다양합니다. 이름에서 알 수 있듯이 이 유형은 강철 중에서 가장 단단한 등급이므로 주로 도구를 만드는 데 사용됩니다. 탄소 함량이 0.7~1.4%인 탄소 및 합금강의 더 단단한 버전입니다.

망간, 크롬, 니켈, 텅스텐, 몰리브덴, 인 및 황은 다른 유형의 공구강을 만들기 위해 다양한 비율로 첨가되는 요소 중 일부입니다.

 

강철의 녹는점에 영향을 미치는 요인

강철의 녹는점에 영향을 줄 수 있는 몇 가지 요인이 있습니다.

• 구성. 강철의 합금 원소 유형과 양은 녹는점에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어 고탄소강은 저탄소강보다 융점이 높습니다.
• 불순물. 황 및 인과 같은 불순물의 존재는 강철의 녹는점을 낮출 수 있습니다.
• 온도. 강철이 가열되는 온도도 녹는점에 영향을 줄 수 있습니다.
• 압력. 고압은 강철의 녹는점을 증가시킬 수 있고 낮은 압력은 녹는점을 낮출 수 있습니다.
• 냉각 속도. 강철이 냉각되는 속도는 미세 구조에 영향을 미칠 수 있으며 따라서 녹는점에 영향을 미칠 수 있습니다. 급속 냉각은 단단하고 부서지기 쉬운 마텐자이트의 형성으로 이어질 수 있는 반면, 서냉은 부드럽고 연성이 있는 펄라이트의 형성으로 이어질 수 있습니다.
• 열처리. Annealing, Normalizing, Hardening, Tempering 등과 같은 다양한 열처리는 미세 구조를 변화시키고 강철의 융점에 영향을 줄 수 있습니다.
  
  

강철의 녹는점은 특정 유형의 강철에 따라 다르며 약 2500-2800°F 또는 1371-1540°C 범위일 수 있습니다.