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Cr·Cr-Mo·보론·비조질강

크롬강·크롬몰리브덴강·보론강·H강의 합금 원소 역할과 열처리 방식, 대표 용도를 정리하고 비조질강의 개념을 설명합니다.

계열 개요

SCr 계열은 크롬강, SCM 계열은 크롬몰리브덴강입니다. 둘 다 JIS G 4053의 기계구조용 합금강으로, 탄소강에 크롬 또는 크롬·몰리브덴을 더해 담금질했을 때 단면 안쪽까지 경화되는 정도(경화능, 소입성)를 높인 강입니다. 같은 열처리에서도 탄소강보다 두꺼운 단면까지 필요한 강도와 인성을 얻기 쉬워, 기어·축·볼트 같은 기계 부품에 쓰입니다.

H강은 강종 번호 뒤에 H가 붙은 강으로, JIS G 4052에 따라 조미니 시험(시험편 한쪽 끝만 물로 냉각하는 끝담금질 시험)에서 경화능의 범위를 보증합니다. 같은 강종이라도 성분이 허용 범위 안에서 달라지면 담금질 결과가 달라질 수 있습니다. H강은 이 편차를 줄이려는 강이며, 열처리 후 경도와 변형이 부품마다 달라지지 않아야 하는 기어·축 같은 부품에 쓰입니다.

보론강은 보론을 아주 적은 양 더해 경화능을 높인 강입니다. 크롬·몰리브덴 같은 원소를 많이 쓰지 않고도 담금질로 경화시킬 수 있어 체결부품 등에 쓰입니다. 10B38·51B20은 SAE·AISI 표기이며, 번호 가운데의 B가 보론 첨가를 뜻합니다.

비조질강은 열간 단조한 부품을 담금질·뜨임(조질)하지 않고, 단조 후 냉각 속도를 조절해 필요한 강도를 얻는 강입니다. 바나듐·니오븀·티타늄 같은 미량 합금 원소가 만드는 미세한 탄질화물로 강도를 높이고 결정립을 잘게 하는 방식입니다. 열처리 공정과 담금질 변형을 줄일 수 있는 대신, 조질강만큼의 인성이나 단면 균일성이 필요한 부품에는 맞지 않을 수 있습니다.

주요 원소의 역할

  • 탄소(C)·망간(Mn): 구조용 강의 기본 원소입니다. 탄소는 담금질 후 얻는 경도와 강도의 한계를 정하고, 망간은 경화능과 강도를 높입니다. 강종 번호 끝 두 자리는 탄소량 수준을 나타내며, 숫자가 클수록 탄소가 많습니다.
  • 크롬(Cr): 경화능을 높이고, 탄화물을 만들어 강도와 내마모성을 더합니다. 내식성을 얻으려고 넣는 양이 아니므로 스테인리스강과는 구분합니다.
  • 몰리브덴(Mo): 경화능을 높이고, 뜨임할 때 강이 무르게 되는 것(뜨임 연화)과 뜨임 취성을 줄입니다. 크롬과 함께 쓰면 두꺼운 단면에서도 조질 효과를 얻기 쉽습니다.
  • 보론(B): 아주 적은 양으로 경화능을 크게 높입니다. 질소나 산소와 결합하면 효과가 줄어들기 때문에 티타늄·알루미늄 등으로 질소를 고정하는 성분 설계가 필요하고, 가열 온도에도 민감합니다.
  • 바나듐(V)·니오븀(Nb)·티타늄(Ti): 비조질강에 아주 적게 더하는 미량 합금 원소입니다. 단조 후 식는 동안 미세한 탄질화물로 석출해 강도를 높이고, 일부는 결정립을 잘게 해 인성 저하를 줄입니다.

열처리·공급 상태

  • 침탄용(SCr415·SCr420·SCM415·SCM420): 탄소량이 낮은 강을 침탄로에서 가열해 표면에 탄소를 확산시킨 뒤 담금질하고 저온에서 뜨임합니다. 표면은 단단해 마모에 강하고 안쪽은 인성을 유지하므로, 서로 접촉해 하중을 받는 기어·캠 같은 부품에 맞습니다. 표면 경도, 유효 경화층 깊이, 심부 경도는 도면에서 정합니다.
  • 조질용(SCM435·SCM440): 가열 후 담금질하고 뜨임해 강도와 인성의 균형을 맞춥니다. 단면이 크면 안쪽의 경화 정도가 낮아질 수 있어, 뜨임 조건뿐 아니라 단면 크기와 경화능을 함께 봅니다. 표면만 단단하게 하는 고주파 담금질에도 쓰입니다.
  • H강: 조미니 시험에서 담금질한 끝으로부터의 거리별 경도 범위를 보증합니다. 성분 범위와 경화능 범위는 적용 규격으로 확인하며, 시험 결과를 밀시트(검사성적서)에 기재할지는 주문 사양으로 정합니다.
  • 보론강: 체결부품은 구상화 소둔한 소재를 냉간압조·성형한 뒤 담금질·뜨임으로 강도 등급을 맞추는 경우가 많습니다. 보론은 성분 균형과 가열 온도에 따라 경화능 효과가 달라지므로, 소재 성분과 열처리 조건을 함께 확인해야 합니다.
  • 공급 상태: 봉강·선재는 일반적으로 열간 압연 그대로(흑피), 소둔, 구상화 소둔, 조질, 인발 등의 상태로 나뉩니다. 열처리 전 가공성과 열처리 후 성능이 상태에 따라 달라지므로 후속 가공과 열처리 계획에 맞춰 정합니다.
  • 비조질강: 열간 단조한 부품을 단조 열이 남은 상태에서 공랭 등 정해진 속도로 식혀 필요한 조직을 얻습니다. 냉각 속도와 부품 단면 크기에 따라 강도가 달라지므로 단조 조건과 함께 사양을 정합니다.

규격 대조표

구분강종SAE·AISIEN
크롬강SCr415511517Cr3
SCr420——
크롬몰리브덴강SCM415——
SCM420——
SCM4354135—
SCM440——
H강(소입성 보증강)SCr415H——
SCr420H5120H20Cr4
SCM415H——
SCM420H——
SCM435H——
SCM440H4140H42CrMo4
보론강(SAE·AISI 표기)10B38——
51B20——

성분 범위

성분 범위는 적용 규격으로 확인합니다.

대표 용도

  • 침탄용(SCr415·SCr420·SCM415·SCM420): 기어, 피니언, 캠, 스플라인 축, 핀처럼 표면의 내마모성과 안쪽의 인성이 함께 필요한 부품
  • 조질용(SCM435·SCM440): 구동축, 샤프트, 볼트·스터드, 유압기기 부품처럼 강도와 인성의 균형이 필요한 부품
  • H강: 변속기·감속기 기어, 샤프트처럼 열처리 후 경도와 변형의 편차를 줄여야 하는 부품
  • 보론강: 볼트·너트·스크루 같은 냉간압조 체결부품과, 합금 원소를 줄이면서 경화능이 필요한 일반 기계부품
  • 비조질강: 열간 단조 후 조질을 생략하는 자동차·산업기계 단조 부품(예: 커넥팅 로드, 크랭크축, 조향 부품)

이 강종을 다루는 제품군

제품 페이지에 따로 표기하지 않은 강종(10B38 · 51B20)은 규격·치수·물량을 알려주시면 공급 가능 여부를 알려 드립니다. 견적·기술 상담

안내

  • 강종 목록은 규격 해설을 위한 것이며, 재고나 공급 가능 여부를 뜻하지 않습니다. 공급 가능 여부는 상담 시 알려 드립니다.
  • 규격 간 대응은 참고용이며 최종 적용은 도면·규격으로 확인합니다.
  • ‘—’는 대응을 확인하지 않은 칸입니다.
  • H강은 일반 강종과 경화능 보증 여부가 다르고 성분 범위도 다를 수 있습니다. 도면에 H가 표기되어 있으면 H강 규격 기준으로 확인하며, 강종 변경은 고객 승인 절차에 따라 진행합니다.
  • SAE·AISI 표기의 보론강은 JIS 강종과 일대일로 대응하지 않을 수 있으므로, 적용 규격과 경화능 요구를 도면 기준으로 확인합니다.
  • 비조질강은 강종 목록 없이 개념만 설명합니다. 필요한 강도 수준, 부품 형상, 단조 후 냉각 조건 같은 요구 사양을 기준으로 소싱 가능 여부를 별도로 확인합니다.

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