강괴의 종류와 결함

1) 강괴의 종류

(1) 탈산 정도에 따라 Killed강, Rimmed강, Semi Killed강으로 분류한다.

(2) 탈산제의 종류：Fe-Mn(약탈산제)과 Fe-Si, Al(강탈산제)이 있다.

2) 킬드강(Killed steel ingot, 진정강)

(1) Fe-Si, Al 등의 강탈산제로 충분히 탈산시킨 강괴이다.

(2) 강질이 대체로 균질하며 기계적 성질이 양호하고 방향성이 좋다.

(3) 기포나 편석은 없으나 표면에 헤어크랙(hair crack)이 생기기 쉽다.

(4) 중앙상부에 큰 수축관이 생겨 불순물이 집적(集積)된다.

(5) 적용범위：균질을 요하는 합금강, 침탄강, 탄소=0.3% 이상

3) 림드강(Rimmed steel ingot)

(1) 평로, 전기로, 전로 등에서 생산된 용강을 Fe-Mn으로 가볍게 탈산시킨 강괴다.

(2) 용강이 비등작용(boiling action)이 일어난다.

(3) 응고 후 많은 기포가 발생하며 주상정이 테두리에 생긴다.

(4) 강괴 내부에 기포, 편석이 생겨 강질이 균일치 못하나 압연, 단접으로 표면 순도가 높고 압연, 봉, 파이프, 보통 저탄소강(0.15%C 이하)의 구조용 강재로 사용한다.

4) 세미킬드강(Semi Killed steel ingot)

(1) 킬드강보다 탈산도가 적고 저탄소강, 중탄소강에 Al으로 탈산을 가볍게 한 강이다.

(2) 킬드강과 림드강보의 중간 성질의 강이며 소형의 수축공과 수소의 기포만 존재한다.

(3) 적용범위：구조용강(0.15~0.3%C), 강판, 원강의 재료에 사용한다.

5) 캡트강(Capped steel ingot)

(1) 용강을 주입한 후 두껑을 씌워 용강의 비등을 억제시켜 림드부분을 얇게 하므로 내부 편석을 적게 한 강으로 박판, 스트립, 주석철판, 형강 등의 원재료에 사용된다.

(2) 림드강괴를 변형시킨 강괴이며 내부결함은 적으나 표면결함이 많다.

6) 강괴의 결함

(1) 비등작용(rimming action)

① 림드강 제조시 O2와 C가 반응하여 CO가 생성되는데 이 가스가 대기 중으로 빠져 나온 현상으로 끓는 것처럼 보인다.

② 탈산, 가스처리가 불충분한 강은 주입 후에도 가스 및 침탄층이 계속하여 다량의 가스가 발생하므로 용강이 비등한다.

(2) 헤어크랙(hair crak)

① 강괴의 단면에 가느다란 머리카락 모양으로 나타나는 모세균열의 결함으로 H2 gas에 의해 일어난다.

② 외부에서나 절삭상태에서는 보이지 않는 균열로서 검출하는 방법은 보통 매크로 에칭에 응용된다.

(3) 백점(white spot or flake)

① H의 압력이나 열응력의 변태응력 등에 의해서 생긴 미세균열을 백점이라 한다.

② 강재의 다듬질 표면에 생긴 미세균열로 Ni-Cr강에 많이 나타난다.

(4) 편석(偏析, segregation)

① 큰 주물에서 처음 응고부분과 나중 응고부분의 농도차에 의해 불순물이 모이는 현상을 편석이라 하며 편석은 합금 성분의 비중의 차가 있어도 일어난다.

② 강괴의 중심부에 편석이 생기고, S이나 P은 편석을 일으키기 쉽다.

③ 편석을 검출하는 방법

㉮ S의 편석：설퍼프린트(sulphur print)방법으로 검출한다.

㉯ P의 편석：포스포로 프린트(phosphoro print)방법으로 검출한다.

(5) 고우스트 라인(ghost line)

① P나 S 등이 편석되어 있는 강괴를 압연할 때 편석부분이 긴 띠모양을 이룬 것