구상 흑연 주철에 대해 알아보기

구상 흑연 주철(SG철)은 현대 엔지니어링 및 제조 분야에서 핵심 소재와 같은 존재가 되었습니다. 고강도, 우수한 연성 및 피로 저항성과 같은 우수한 특성으로 인해 SG 철은 자동차, 기계 및 건설 산업에서 광범위하게 사용되고 있습니다. 이 소재는 주철의 일반적인 플레이크 흑연 구조를 구형 구조로 변환하는 정교한 공정을 통해 제조되어 성능을 크게 향상시킵니다.

이 기사에서는 산업에서 까다로운 응용 분야에 선호되는 구상 흑연 주철의 구성, 제조 공정, 특성, 응용 분야 및 장점에 대해 설명합니다.

구상 흑연 주철이란 무엇인가요?

구상 흑연 주철(또는 연성 주철)은 용융 주철에 마그네슘을 첨가하여 형성된 고강도 소재입니다. 용융물에 일부 미네랄을 첨가하여 주철의 흑연이 응고될 때 일반 회주철에서 볼 수 있는 일반적인 플레이크 구조와 달리 구형(구상)으로 형성되도록 합니다. 그 결과 주철의 주조성과 강철의 기계적 성능이 결합된 하이브리드 소재가 탄생하여 회주철보다 더 다재다능하고 강도가 높습니다.

구형 흑연의 이러한 구조는 회주철의 취성을 방지하고 SG 철이 회주철보다 응력을 더 잘 분산하고 흡수하는 데 도움이 됩니다. 이러한 특성 덕분에 다양한 고강도, 인성 및 내마모성 용도로 사용되고 있습니다.

구상 흑연 주철은 어떻게 만들어지나요?

SG 철은 "결절화" 또는 "연화"라는 공정을 통해 생산됩니다. 이 과정에서 용융 주철에 소량의 마그네슘(또는 때로는 세륨)을 첨가합니다. 마그네슘은 철의 탄소와 반응하여 흑연을 구형으로 만듭니다.

주조 공정은 엄격하게 규제되며 온도 및 화학 성분 관리에 있어 뛰어난 성능이 요구됩니다. 이 프로세스는 일반적으로 다음 단계로 구성됩니다:

• 녹는
• 마그네슘 추가
• 캐스팅

그런 다음 주물을 적절한 모양으로 가공할 수 있습니다. 기존 회주철보다 인장 강도, 연성 및 내피로성이 뛰어나 완제품의 기계적 특성이 향상됩니다.

SG 다리미와 기존 주물 다리미 비교

구상 흑연 주철 구성

구상 흑연 주철은 일반적으로 철로 만들어집니다, 탄소, 실리콘, 망간, 황, 인이 함유되어 있습니다. SG 철과 비제조 SG의 주요 차이점은 마그네슘 또는 기타 결절화 대표 성분이 주조되어 흑연이 둥근 결절로 형성된다는 점입니다. 이는 특히 강도, 인성 및 내마모성과 관련하여 재료의 더 나은 특성으로 이어집니다.

회주철은 반대로 흑연 미세 구조가 벗겨진 형태로 되어 있습니다. 회주철은 주조하기 쉽고 가공성이 좋지만, 플레이크 흑연 구조로 인해 상대적으로 부서지기 쉽고 응력을 받으면 파손되기 쉽습니다. SG 주철의 경우 구형 흑연 구조로 인해 특히 인장 강도 및 피로 특성과 관련하여 기계적 특성이 크게 향상됩니다.

회색 주철과 구상 흑연 주철의 차이점

미세 구조: 회주철에서 흑연 구조는 크고 각진 구조로 구성됩니다. 플레이크. 이는 낮은 인장 강도 및 낮은 연성과 같은 열등한 기계적 특성으로 이어집니다. 주조와 달리 SG 철은 구형 또는 결절 모양의 흑연를 사용하여 캐스트보다 응력 분포가 우수하고 부서짐을 방지합니다.

강도: SG 주철은 회주철보다 인장 강도가 훨씬 더 높습니다. 회주철은 하중을 견디지 않는 용도에 유용하지만 응력을 받으면 균열이 생길 가능성이 높습니다.

연성: 흑연 결절이 구형이기 때문에 SG 주철은 회주철보다 훨씬 더 연성이 높습니다. 즉, 균열 없이 응력 하에서 훨씬 더 많은 변형을 흡수할 수 있습니다. 반면 회주철은 흑연이 벗겨져 있어 더 부서지기 쉽고 인장 응력 하에서 균열이 조기에 발생합니다.

응용 분야: 주조성이 뛰어난 SG 주철은 자동차 부품(예: 엔진 블록 및 크랭크 샤프트), 중장비 및 파이프 시스템과 같이 응력이 높은 환경에 적합합니다. 취성 때문에 회주철은 기계 베이스, 조리기구, 장식용 제품 등 임계 강도와 연성이 중요하지 않은 용도에 더 일반적으로 사용됩니다.

구상 흑연 주철의 종류

구상 흑연 철 등급

SG 철에는 여러 가지 등급이 있으며, 기계적 특성이 다르고 용도에 따라 사용됩니다. 가장 일반적으로 사용되는 등급 시스템 중 하나는 SG 철을 세 가지 주요 등급으로 분류하는 ASTM A536입니다:

• 60-40-18 등급:

인장 강도 60,000psi, 항복 강도 40,000psi, 연신율 18%입니다. 일반적으로 자동차 부품, 산업 장비 등에 사용됩니다.

• 80-55-06 등급:

향상된 인장 강도를 제공하며 압력 용기 및 중장비 등 보다 엄격한 용도에 사용됩니다.

• 100-70-03 등급:

항공우주 및 고성능 자동차 부품과 같이 응력이 매우 높은 응용 분야에서 흔히 볼 수 있는 최대 인장 강도를 위한 섬유의 비율이 높습니다.

SG 연성 아이언

구상 흑연 주철의 또 다른 유형은 구리와 같은 일부 합금 원소를 첨가하여 연성이 더 높은 SG 연성 철입니다, 니켈또는 크롬. 이 소재는 특히 자동차 서스펜션 부품, 파이프, 산업 기계 등 고강도와 높은 연성이 모두 요구되는 분야에 적용됩니다.

구상 흑연 주철의 특성

인장 강도

SG 철의 인장 강도는 매우 높습니다. 구형 흑연 결절로 인해 질서 정연한 층 구조를 가지고 있어 하중을 견디는 용도에 맞게 재료의 강도를 향상시킵니다.

연성 및 인성

구상 흑연 주철은 연성과 인성이 뛰어납니다. 구상 흑연 미세 구조는 재료가 응력 하에서 갈라지지 않고 변형할 수 있도록 하여 다음과 같은 소재보다 훨씬 더 높은 인성을 제공합니다. 회색 주철. 이는 고강도 애플리케이션에 필수적인 충격 및 응력 흡수 기능을 SG 철에 부여합니다.

피로 저항

구형 흑연을 사용하면 재료의 피로 특성도 개선됩니다. 따라서 SG 철은 자동차 부품 및 중장비 등 부품에 반복적인 응력이나 진동이 발생하는 분야에 적합합니다.

구상 흑연 주철 미세 구조

구상 흑연 주철은 미세한 구조로 되어 있습니다. 흑연 오스테나이트 매트릭스에서 자유로이 존재하는 흑연은 금속 매트릭스 시스템에 유리한 구형 형태를 취합니다. 흑연 결절의 형성은 매트릭스에 균일하게 현탁되어 재료에 균일한 기계적 특성을 부여합니다.

철의 SG는 무엇을 의미하나요?

"구상 흑연"의 약자인 "SG"라는 용어는 일반적으로 "연성 흑연"과 혼용하여 사용됩니다. 적합 공장 및 열처리 가공 공장은 더 높은 강도, 인성 및 내마모성과 같은 재료 특성을 향상시킬 수 있습니다. 그것은 일종의 주철에서 연성 주철로 알려진 주철의 중간 품질(레벨 2)을 검색하세요. 구상 흑연 주철 또는 구상 흑연 주철이라고도 하는 연성 주철은 고규소 주철로 개발되며 새로 개발된 합금입니다.

구상 흑연 주철의 응용 분야

자동차 산업

글로벌 SG 강관 시장의 자동차 최종 사용 분야에는 엔진 블록, 크랭크샤프트, 브레이크 부품 및 기타 다양한 부품의 주조가 포함됩니다. 고강도, 내피로성 및 인성으로 인해 끊임없는 스트레스와 마모를 받는 중요한 자동차 부품에 적합합니다.

파이프 및 피팅

SG 철은 내식성과 기계적 특성이 우수하여 수도, 가스, 하수관 및 그 부속품을 만드는 데도 사용됩니다. 압력을 견디고 부식에 저항하는 능력이 뛰어나기 때문에 특히 압력이 가해지는 환경에서 사용하기에 적합합니다.

중장비

SG 철로 만든 제품에는 기어, 차축, 하우징과 같은 중장비 부품이 자주 포함됩니다.

구상 흑연 주철의 장점

강화된 강도

다른 소재보다 인장 강도가 높기 때문에 고성능 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. 충격과 응력을 흡수하는 특성 덕분에 고장 가능성을 최소화할 수 있습니다.

비용 효율성

SG 철은 특성이 크게 개선된 소재이면서도 강철과 같은 다른 고강도 소재에 비해 상대적으로 저렴합니다. 또한 오래 지속되고 성능이 우수한 부품을 저렴하게 필요로 하는 분야에 큰 가치를 제공합니다.

다용도성

SG 철의 투과성 덕분에 자동차 및 기계 부품, 배관 및 건설 부품 등 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 클라우드 컴퓨팅 유연성의 다목적 특성으로 인해 가장 널리 사용되는 소재 중 하나입니다.

구상 흑연 주철의 도전 과제

생산 비용

SG 철 생산은 회주철보다 더 복잡하며 결절화제를 추가하면 비용이 증가할 수 있습니다. 그러나 SG 철의 장점은 일반적으로 높은 비용보다 큽니다.

주조 결함

모든 주조 재료와 마찬가지로 수축, 다공성 및 내포물과 같은 SG 철의 결함이 발생할 수 있습니다. 하지만 적절한 품질 관리와 주조 방식을 통해 이러한 문제를 완화할 수 있습니다.

구상 흑연 주철의 미래 트렌드

기술 발전

3D 주조 및 정밀 주조와 같은 더 나은 주조 기술로 인해 더 많은 도움을 받고 있습니다. 이러한 발전으로 제조업체는 점점 더 복잡한 모양을 만들 수 있으며 재료 낭비도 줄일 수 있습니다.

지속 가능성

업계에서 친환경 옵션을 요구함에 따라 SG 철이 그 격차를 메울 것으로 보입니다. 내구성이 뛰어나고 재활용이 가능하다는 장점이 있어 지속 가능한 제조 방식에 큰 영향을 미칩니다.

결론

구상 흑연 주철은 기존 주철에 비해 뚜렷한 장점을 지닌 다용도 고성능 소재입니다. 뛰어난 강도, 연성 및 다용도성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 이러한 소재의 특성은 특히 향후 제조 기술의 발전과 함께 다양한 환경에서 SG 주철의 사용을 장려할 수 있습니다.