자주 사용하는 기계재료

기계제조 산업 분야에서는 다양한 재료가 이용되고 있는데 크게 분류하면 금속 재료와 비금속 재료로 나뉘고, 금속 재료는 철강 재료 및 비철금속 재료로 나뉜다. 재료는 기계 설계시 결정되며, 조립 도면과 부품 도면에 기입되는 것이 보통이다. 아래에 많이 사용되고 있는대표적인 기계 재료에 대해 간략히 설명한다.

 

(1) 철강 (탄소강)
　SM45C와 SS400으로 대표되는 철강은 저렴하고, 용접성이 우수하고, 다양한 열처리가 가능하다는 등의 특징이 있다. 다음은 가장 많이 사용되는 재료 중 하나이다.

 

 SS 재와 SC 재료의 차이
SS 재와 SC 재료의 차이에 대해서는 기억해 두어야 한다. SS 재료는 강도를 기준으로 한 탄소강이다. 예를 들어, SS400은 인장 강도가 400 N / mm 2 이상의 탄소강이다. 한편, SC 재료는 재료 성분을 기준으로 한 재료이다. 예를 들어 SM45C는 0.45 %의 탄소를 포함하는 재료이다. 이들을 육안으로 구분하는 것은 매우 어렵다. 일반적으로 가능한 한 값싸게 부품을 만들고 싶은 경우에는 SS 재료, 열처리 등의 가공이 중요하게 되는 경우에는 SC 재료를 선택하면 좋을 것이다.

SM45C

SS400(SS41)

철강 재료의 기호
철강에는 다양한 종류가 있는데 그 중에서도 가장ㄹ 많이 사용되고 있는 다음의 세 가지를 알아두자.

SS400 : 강도를 기준으로 한 탄소강. 수치는 인장 강도 (N / mm 2 )를 나타내며, 수치가 커질수록 강해진다.
SM45C : 성분을 기준으로 한 탄소강. 수치는 탄소 함량 (예 : 45 → 0.45 %)를 나타내며, 수치가 높을수록 탄소 함유량이 증가하며, 열처리 (담금질)을 했을 때의 경도가 높아진다.
GC200 : 회주철. 주조품 (철을 녹여서 형태에 따라 응고 가공)에 사용하는 탄소강. 수치는 인장 강도 (N / mm 2 )를 나타내고 있다.

 

(2) 알루미늄 합금
알루미늄 합금에도 많은 종류가 있지만 전반적인 특징으로는 경량이라는 점이다 (약 2700 kg / m 3 ). 비교적 부드럽고 가공성이 양호하다는 것 등을 들 수 있다.
대표적인 알루미늄 합금에 대해 살펴보면, 순수 알루미늄 계 (산업용 알루미늄 1000 계)은 전연성(펴거나 구부리지도 사라져 어려운 성질)이 좋고, 용접성도 우수하다는 특징이 있다. 

그러나 강도가 낮다는 것과 끈적한 때문에 절삭성이 악화되는 등의 문제도 있다.
Al-Cu 계 합금 (2000 계열)은 철강 재료와 맞먹을 정도의 강도를 가진 것도 있고, 절삭성도 우수하다. 납땜이나 용접에 적합하며, 굽힘 가공이 어렵다는 특성을 가지고 있다.

 

알루미늄 합금의 재료 기호
알루미늄 합금의 재료 기호는 "A"뒤에 4 자리 숫자가 붙는다. 대표적인 재료 기호를 알아보자.

 

A1100 : 순수 알루미늄 (99.00 % 이상). "경량"이라는 특징을 살릴  수 있는 재료로  절삭 가공에 적합하다.
A2011 : 쾌삭 합금. 절삭성이 우수하다.
A2017 : 두랄루민. 강도가 높음 (A2017-T4, 인장 강도 435 N / mm 2 ).
A2024 : 초 두랄루민. 강도가 높음 (A2024-T4, 인장 강도 430 N / mm 2 , A2017보다 전단 강도, 피로 강도에 더 좋다).
A7075 : 초경량 두랄루민. 강도가 높음 (A7075-T6, 인장 강도 585 N / mm 2 내력이 높음)

 

(3) 스테인리스 스틸
스테인리스 스틸은 강도가 높은 열에 강하고 녹슬지 않는 등의 특징이 있다. 열에 강한 특징을 살려, 화염이 닿는 부분 (예를 들어, 엔진 히터) 등을 이용할 수 있다. 또한 녹슬지 않는다는 특징이 있어 수중에서 사용하는 기계 부품 등에도 유리하다. 하지만 끈끈한 성질 때문에 다른 금속 재료에 비해 가공이 어렵다.

 

스테인리스 재료 기호
스테인리스 재료 기호는 "SUS"이며, 일반적으로 "서스"라고 읽는다. 많은 종류가 있지만 다음 재료는 기계 공학을 하는 사람들의 상식인 재료이다.

 

SUS304 : 가장 대표적인 스테인리스

SUS304

 

(4) 구리 합금 　구리 합금은 도전성이 우수하기 때문에 전도성을 필요로 하는 전기 기계에 사용되지만, 철강 재료에 비해 상당히 고가이기 때문에 일반 기계 강도 부재로 사용되는 것은 별로 없다. 　기계 재료로 사용되는 구리 합금에는 황동 (놋쇠)이 있다. 황동은 구리와 아연을 주성분으로 한 합금이며, 철강 및 스테인리스 스틸에 비해 절삭성이 좋고 납땜과 실버 로우와의 궁합이 좋다는 특징이 있다.

구리 합금의 재료 기호
구리 합금의 재료 기호는 'C'뒤에 4 자리 숫자가 붙는다.

C1100 : 구리 (99.90 % 이상).
C2801 : 60/40 황동. 구리가 약 60 %, 아연 40 %의 구리 합금.
C3604 : 쾌삭 황동.

 

(5) 기타 금속 재료 특수 금속 재료의 하나로서 티타늄 합금을들 수있다. 티타늄 합금은 강도가 높고, 경량이라는 특징이있다. 하지만 가공성이 나쁘고 고가이기 때문에 일반 기계에 사용되는 경우는 많지 않으며, 고급 스포츠 용품이나 심해 조사선 등의 특수 용도에 사용된다.