[철골구조] 강재의 종류와 특징

소개글

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목차

1. 강재의 성질
1-1 개 요
1-2 구조용 강재의 제조
1-3 구조용 강재의 종류
1-4 강재의 역학적 성질
1-5 강재의 성질에 영향을 끼치는 요인

본문내용

1. 강재의 성질

1-1 개 요

강재는 95% 이상의 철분과 함께 탄소, 크롬, 망간, 몰리브덴, 니켈등의 부가물등을 함유하고 있는 금속이다. 지구표면의 약 5%가 철로 구성되어 있으나, 이들은 암석이나 모래, 진흙 등에 섞여 있거나 다른 원소와 화합된 형태로 존재하고 있다. 강재는 철광석을 채굴,제련하여 만드는데, 사용면에서 내구성과 전성이 크고 경제적이며, 재료의 성질면에서는 강도가 높고 불연성이며, 용접성과 인성이 뛰어난 재료이다. 제조 가공시 강재의 역학적인 성질에 영향을 끼치는 요인으로는 강재의 화학적 성분, 열처리 및 잔류응력 등이 있으며, 가공 후 강재 사용시에 영향을 끼치는 요인들은 부재형태, 온도 및 작용하중의 가력속도 등을 들 수 있다.

1-2 구조용 강재의 제조

철광석을 제련하여 구조용 강재를 만드는 데에는, 철광석으로부터 선철을 만드는 제선과정, 선철에서 강재를 만드는 제강과정, 강재를 가열하여 정하여진 형태로 강재를 만드는 성형과정의 세 과정을 거치게 된다.
[1] 제 선(製銑)
적철광, 자철광, 갈철광 등의 철광석을 코크스, 석회석 등과 함께 용광로에 투입하고 용광로의 하부에는 약 1000℃로 가열된 공기를 불어넣는다. 가열된 공기는 코크스를 연소시키면서 일산화탄소를 발생시켜 철광석의 산소를 뺏는 환원작용을 하게 된다.
이와 같이 하여 녹은 철분은 다른 성분과 분리된 채 노의 바닥에 고여 선철이 되고, 철분 이외의 성분은 비중이 가벼워 위로 뜨게 되는데, 이런 찌꺼기를 광재 또는 슬러그라고 한다. 선철은 약 93%의 철분과 4%의 탄소를 함유하며 주철과 강의 원료가 되는데, 제선 과정에서 선철은 6~8시간마다 용광로에서 뽑아낸다.

[2] 제 강(製鋼)
선철은 탄소의 함유량이 많아 굳고 취약하므로, 강도와 인성이 높은 가을 만들기 위하여서는 선철의 탄소함유량을 1.7% 이하로 줄이고 인, 황, 규소, 망간, 등의 불순물을 제거하여야 한다. 그러므로 선철을 파철, 산화제 및 용제와 함께 제강로 속에 넣고 불순물을 산화시키거나, 공재로 뜨게 하여 제거하면서 정련한다. 그 다음에 강의 탄소량과 화학성분을 조절한 후 제강로에서 주철재의 주형으로 부어넣어 강괴를 만든다. 그림 2. 전기로
이와 같은 제강에 사용되는 제강로에는 고정식인 평로와 회전이 가능한 전로 및 전기에너지를 열원으로 하는 전기로 등이 있다.

[3] 성 형(成形)
제강과정에서 얻은 강괴를 가공하여 일정한 형태와 단면성능을 가지는 부재로 만드는 것이
성형이다. 이 성형과정은 크게 나누어 단련, 압연, 인발이 있는데, 단련은 대장간 작업과 같이 강괴를 가열상태에서 해머질로 성형하는 것을 말하며, 인발은 철선을 가공할 때 다이스를 통하여 가늘게 뽑아내는 가공방법이다......

참고 자료

없음