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순서순서
강종기호는 어떻게 표현할까?강종기호는 어떻게 표현할까?
강재규격이 가지는 의미는?강재규격이 가지는 의미는?
열처리? TMCP?열처리? TMCP?
성능이 좋아서 고성능강?성능이 좋아서 고성능강?
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1. 강종 기호는 어떻게 표현할까?1. 강종 기호는 어떻게 표현할까?
강재강재 구분구분 기호기호
-- SMSM : : 용접구조용용접구조용
-- SSSS : : 일반구조용일반구조용
-- SMASMA : : 내후성내후성 강재강재
인장강도인장강도
-- 400MPa400MPa
-- 490MPa490MPa
-- 520MPa520MPa
-- 570MPa570MPa
샤르피샤르피 흡수에너지흡수에너지
-- A : A : 요구값요구값 없음없음
-- B : 27J B : 27J 이상이상 at 0at 0℃℃
-- C : 47J C : 47J 이상이상 at 0at 0℃℃
※※SM570SM570의의 경우경우 : at : at --55℃℃
열처리열처리 기호기호
-- N : NormalizingN : Normalizing
-- T : TemperingT : Tempering
-- Q : Quenching & TemperingQ : Quenching & Tempering
-- TMC : ThermoTMC : Thermo--MechanicalMechanical
Control (Control (열가공제어열가공제어))
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2. 강재 규격이 가지는 의미는?2. 강재 규격이 가지는 의미는?
화학성분 조성화학성분 조성
기계적 성질기계적 성질
항복강도항복강도
C, Si, Mn, P, SC, Si, Mn, P, S
인장강도인장강도
연신율연신율
충격흡수에너지충격흡수에너지
SM520C-TMC
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화학성분 조성화학성분 조성
Si P 기타SMnC
강재의 화학성분 조성
용접성 확보용접성 확보
탄소당량과 용접갈라짐감수성 조성 제한
→ 탄소당량(Ceq)과 용접갈라짐감수성 조성(PCM)이 낮을수록 용접성이 좋음
144540246(%) VMoCrNiSiMnCCeq ++++++=
BCuVMoCrNiSiMnCPCM 520101520603020
(%) ++++++++=
2. 강재 규격이 가지는 의미는?2. 강재 규격이 가지는 의미는?
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기계적 성질기계적 성질
KS B 0801 : 금속재료 인장시험편
- 주로 1A호, 5호, 14B호 이용
KS B 0802 : 금속재료 인장시험방법
- 항복강도, 인장강도
- 연신율 (Ductility 확보)
※연신율 ↑∽ 소성변형능력 ↑
0AFy
y =σ0
2.02.0
AF
=σ0
max
AF
u =σ
표점거리:100(%) oo
o ll
ll×
−=δ
2. 강재 규격이 가지는 의미는?2. 강재 규격이 가지는 의미는?
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기계적 성질기계적 성질
KS B 0801 : 금속재료 인장시험편
- 주로 1A호, 5호, 14B호 이용
KS B 0802 : 금속재료 인장시험방법
- 항복강도, 인장강도
- 연신율 (Ductility 확보)
※연신율 ↑∽ 소성변형능력 ↑
0AFy
y =σ0
2.02.0
AF
=σ0
max
AF
u =σ
표점거리:100(%) oo
o ll
ll×
−=δ
2. 강재 규격이 가지는 의미는?2. 강재 규격이 가지는 의미는?
0
10
20
30
40
50
0 5 10 15 20 25
변위 δ (mm)
하중
P (
tf)
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2. 강재 규격이 가지는 의미는?2. 강재 규격이 가지는 의미는?
※판두께에 따라 항복강도가 다른 이유※판두께에 따라 항복강도가 다른 이유
40mm 75mm 100mm판두께
항복
강도
기준 항복강도
판두께 ↑ 항복강도 산포 ↑
- 판두께가 증가할수록 균질한
압연이 어려움
항복강도 산포 ↑ 하한값↓
- 표준편차의 폭이 커짐에 따라
하한계 항복강도가 감소
※TMCP 제조 강재의 경우
- 두께 방향 균질한 압연 가능
- 판두께에 따른 항복강도 차이
없음
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충격흡수에너지충격흡수에너지
영역 I 영역 II 영역 III
dNda
mKAdNda )(Δ=
thKΔ cKR)1( −KΔ
[균열전파곡선]
파괴인성 Kc와 한계균열길이 ac
- Kc ↓ ac ↓ 영역 Ⅲ 시점이 빨라짐
취성파괴 시작
- Kc는 CT시험을 통해 구함
- 두께가 증가할수록, 온도가 낮을수록
Kc는 저하됨
Kc 와 충격흡수에너지(CVN)
- CVN 시험이 간단하고 저비용
2
2
)1(1⎭⎬⎫
⎩⎨⎧
Δ−
=σπ
cc
KRY
a
경험식:)(064.02
CVNE
KId=
2. 강재 규격이 가지는 의미는?2. 강재 규격이 가지는 의미는?
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사용 판두께 제한사용 판두께 제한
도로교 설계기준
Eurocode 3
AASHTO LRFD
~100mm
C (47J at 0℃)
~40mm
B (27J at 0℃)A
~25mm사용 가능 판두께
충격흡수에너지 구분
-50℃-40℃-30℃-20℃-10℃0℃
80
55
45
30
110
80
65
45
150
110
90
65
27J at -50℃
40J at -20℃
27J at -20℃
27J at 0℃
흡수에너지
90130175mm
6590130mm
5580110mm
4055
최소 사용 온도
80mm
S355
강 종
Zone 3 (-51~-35℃)Zone 2 (-34~-19℃)Zone 1 (≥-18℃)
50<t≤100mm
38<t≤50mm
t≤38mm
판두께
41J at -23.3℃41J at 4.4℃41J at 21℃
34J at -23.3℃34J at 4.4℃34J at 21℃
34J at -12.2℃34J at 4.4℃
충격흡수에너지 요구값 (FCM)
34J at 21℃345/
345W
강 종
2. 강재 규격이 가지는 의미는?2. 강재 규격이 가지는 의미는?
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3. 열처리? TMCP?3. 열처리? TMCP?
강재의 강도 확보 방법강재의 강도 확보 방법
합금 원소 첨가 : 용접성 저하 문제 발생 열처리로 소요 강도 확보
조직 미세화 : TMCP 압연 (열가공제어) 등
강도
합금원소 첨가량
용접성
열처리, TMCP
목표강도
목표용접성
강도
합금원소 첨가량
용접성
열처리, TMCP
목표강도
목표용접성①
②
③
④
⑤
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Normalizing (불림) : 조직 미세화를 통한 기계적 성질 개선
Annealing (풀림) : 내부응력 제거, 조직 균질화, 편석 제거
Quenching (담금질) : 조직 경화를 통한 강도 증대 → 인성 감소
Tempering (뜨임) : 인성 증대
※구조용 강재로는 SM570강이 Q&T 방법으로 제조되고 있음
(SM520강까지는 일반압연으로 제조됨)
열처리 종류열처리 종류
열처리 공정열처리 공정
3. 열처리? TMCP?3. 열처리? TMCP?
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제어압연, 가속냉각 등을 열간압연 과정 중에 수행
→ 조직 미세화를 통한 고강도·고인성 강재 제조(SM490,520,570-TMC)
TMCP 압연TMCP 압연
일반압연
TMCP I TMCP II
TMCP
3. 열처리? TMCP?3. 열처리? TMCP?
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4. 성능이 종아서 고성능강?4. 성능이 종아서 고성능강?
고강도 ∩ 고인성 ∩ 고용접성 ∩ 고가공성 ∩ 내후성
미국의 HPS, 일본의 BHS가 대표적인 고성능강(교량용)임
760~895MPa586~760MPa485MPa인장강도
690MPa485MPa345MPa항복강도
저예열 또는 예열작업 불필요용 접 성
강종 기호
Zone 3 minimum(non-FCM : vE-23℃≥34J, FCM : vE-23℃≥48J)
인 성
기본적으로 내후성강임 (도장 불필요)내 후 성
65mm100mm100mm최대 판두께
ASTM A709/A709M-04규 격
HPS 100WHPS 70WHPS 50W
미국의 HPS미국의 HPS
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일본의 BHS일본의 BHS
700MPa500MPa항복강도
-R > 7t냉간성형성
< 50kJ/cm< 100kJ/cm대입열용접대응
50℃예열 불필요용접예열온도
780MPa 이상570MPa 이상인장강도
Z35와 동등 이상내라멜라테어
강종 기호
BHS500W, BHS700W는 내후성강임내 후 성
100mm100mm최대 판두께
BHS700(W)BHS500(W)
4. 성능이 종아서 고성능강?4. 성능이 종아서 고성능강?
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국내는 없나?국내는 없나?
2011년 양산2009년 양산2007년 양산개발예정년도
TMCP제조 Process
50J at 0℃100J at 0℃
800MPa600MPa500MPa인장강도
680MPa450MPa320MPa항복강도
저예열 또는 예열작업 불필요용 접 성
강종 기호
100J at 0℃인 성
W : 내후성강, S : 고내후성강(해변용)내 후 성
65mm100mm100mm최대 판두께
SB800(W/S)-HPSSB600(W/S)-HPSSB500(W/S)-HPS
건교부 건설핵심기술개발사업(CTRM 과제)으로 수행 중
- "차세대 시설물용 신재료 활용기술 개발" 연구단 : 포항산업과학연구원
- 연구기간 : '05. 6 ~ '10. 6
4. 성능이 종아서 고성능강?4. 성능이 종아서 고성능강?