S45C 재질은 기계 구조용 탄소강으로, 다양한 기계 부품 제작에 널리 사용되는 중요한 소재입니다. 이 재질의 주요 특성과 용도에 대해 자세히 알아보겠습니다.
## 화학 조성
S45C의 주요 화학 조성은 다음과 같습니다:
- 탄소 (C): 0.42~0.48%
- 규소 (Si): 0.15~0.35%
- 망간 (Mn): 0.60~0.90%
- 인 (P): 0.030% 이하
- 황 (S): 0.035% 이하
- 구리 (Cu): 0.30% 이하
- 니켈 (Ni): 0.20% 이하
- 크롬 (Cr): 0.20% 이하
SC는 Steel carbo의 줄임말이고 '45'는 약 0.45%의 탄소 함유량을 나타냅니다. 이 중간 정도의 탄소 함유량으로 인해 S45C는 중탄소강으로 분류됩니다.
## 기계적 특성
S45C 재질의 주요 기계적 특성은 다음과 같습니다:
- 인장 강도: 569~686 MPa (약 90,000 psi)
- 항복 강도: 343~490 MPa (약 50,000 psi)
- 연신율: 17~30% (2인치 기준 약 20%)
- 경도: 167~229 HB
- 충격 에너지: 27~60 J
이러한 특성으로 인해 S45C는 강도와 내마모성이 우수하면서도 적절한 가공성을 갖춘 재질로 평가받습니다.
## 물리적 특성
S45C의 주요 물리적 특성은 다음과 같습니다:
- 밀도: 7.86 g/cm³
- 탄성 계수: 209,000 MPa
- 전단 계수: 82,300 MPa
- 포아송 비: 0.269
- 선형 열팽창 계수: 11.7 × 10⁻⁶/K
## 가공 및 열처리
S45C는 다양한 가공 방법과 열처리가 가능합니다:
1. **기계 가공**: 열처리 전에는 절삭 가공이 비교적 용이합니다. 다만, 중탄소강이므로 적절한 절삭 속도와 냉각이 필요합니다.
2. **열처리**:
- 노멀라이징 온도: 830~880°C
- 어닐링 온도: 820~840°C
- 냉각 방법: 공냉 또는 로냉
3. **용접**: 탄소 함유량이 높아 용접 시 주의가 필요합니다. 용접부의 경도 증가와 균열 발생 가능성이 있습니.
## 용도
S45C는 다음과 같은 다양한 기계 부품 제작에 사용됩니다:
- 기어
- 축
- 볼트 및 너트
- 크레인 휠
- 핀
- 기타 다양한 기계 구조물
## 장단점
**장점**:
- 열처리를 통한 강도 향상 가능
- 열처리 전 가공이 용이
- 범용성이 높고 가격이 저렴
**단점**:
- 용접성이 다소 떨어짐
- 열에 의한 물성 변화가 쉬워 일부 용도에 제한적
S45C는 중간 정도의 탄소 함유량으로 인해 강도와 가공성의 균형이 잘 잡힌 재질입니다. 이러한 특성으로 인해 다양한 기계 부품 제작에 널리 사용되며, 특히 열처리가 필요한 경우에 자주 선택됩니다.