ASTM A513 강관: 응용 분야, 재료 및 제조 공정 개요
ASTM A513은 미국재료시험학회(ASTM)에서 금속 가공에 일반적으로 사용되는 용접 및 냉간 가공 강관에 대해 제정한 표준입니다.
주로 전기저항용접과 냉간인발로 생산된 기계식 튜브에 적용됩니다.
ASTM A513은 다양한 제조 공정 및 재료 유형을 통해 다양한 기계 및 금속 구조 시장의 적용 요구를 충족하는 다양한 강관 옵션을 제공합니다.
1.0 ASTM A513 제조 공정 분류
| 유형 | 제조 공정 | 형질 | 응용 프로그램 |
| 1형 | 열간 압연 전기 저항 용접(ERW) 튜빙 | 낮은 표면 및 치수 정확도, 적당한 강도, 일반 구조 및 기계적 목적에 적합 | 가구 프레임, 기계 지지대, 산업 장비 지지대 |
| 2형 | 열처리 전기 저항 용접(ERW) 튜빙 | 열처리를 통해 강도와 인성이 강화되어 고압 응용 분야에 적합 | 자동차 부품, 고강도 기계 프레임, 구조 지지대 |
| 3형 | 냉간 인발 용접 튜빙 | 냉간 인발, 더 높은 항복 강도 및 인장 강도를 통해 향상된 치수 정확도 및 표면 품질 | 기계부품, 정밀기기, 고정밀 배관시스템 |
| 4형 | 열처리 냉간 인발 용접 튜빙 | 냉간인발의 정밀성과 열처리의 강도를 결합하여 고응력 및 충격 응용 분야에 적합합니다. | 고응력 기계부품, 내충격성 구조부품, 샤프트, 회전부품 |
| 5형 | 냉간 압연 전기 저항 용접(ERW) 튜빙 | 높은 정확도와 매끄러운 표면으로 정밀 가공에 적합 | 정밀기계부품, 자동차부품, 정밀엔지니어링장비 |
| 6형 | 냉간 압연 및 냉간 인발 전기 저항 용접 튜브 | 최고의 치수 정확도와 표면 마감, 뛰어난 강도와 인성 | 고정밀 기계 시스템, 항공 우주 장비, 수요가 많은 엔지니어링 구조물 |
2.0 ASTM A513의 주요 재료
| 재료 유형 | 주요 학년 | 탄소 함량 | 형질 | 응용 프로그램 |
| 저탄소강 | SAE 1008, SAE 1010 | 0.08%-0.10% | 연성이 좋고 성형, 용접 및 냉간 가공이 용이하며 강도가 적당하고 표면 마감이 우수합니다. | 가구 프레임, 기계 지지대, 산업 장비 지지대, 자동차 부품 |
| SAE 1020, SAE 1026 | 0.20%-0.26% | 인장강도와 항복강도가 더 높고, 연성과 가공성이 우수하여 용접 및 가공에 적합합니다. | 중간 강도 기계 구성품, 정밀 가공 부품 | |
| 합금강 | 4130 | 0.30% | 고강도, 우수한 내마모성, 뛰어난 인성 및 피로 성능, 우수한 용접성 및 열처리성 | 고응력 구조 부품, 항공우주 장비, 등반 장비, 경주용 자동차 프레임 |
| 4140 | 0.40% | 매우 높은 강도와 내마모성으로 충격 및 피로 응력 응용 분야에 적합하며, 우수한 담금질 및 템퍼링 특성 | 고강도 기계부품, 산업장비부품, 중장비부품 | |
| 저합금 고강도강 | – | – | 강도와 내식성을 개선하기 위해 소량의 합금 원소(예: 크롬, 니켈, 몰리브덴)를 첨가 | 교량, 건물 프레임, 트럭 섀시와 같은 구조 및 하중 지지 구성 요소 |
3.0 일반적인 ASTM A513 재료의 항복 강도 범위
| 재료 유형 | 주요 학년 | 항복 강도 범위(MPa) | 형질 |
| 저탄소강 | 미국 자동차 공업 규격 1008, 1010 | 205 – 275 | 연성이 좋고 강도가 적당하여 일반 구조 및 기계적 목적에 적합합니다. |
| SAE 1020, 1026 | 275 – 380 | 더 높은 항복 강도로 더 높은 강도가 요구되는 구조용 구성품 및 기계 부품에 적합합니다. | |
| 합금강 | 4130 | 435 – 600 | 고강도로 고응력 및 피로 응용 분야에 적합하며, 용접성과 열처리성이 우수합니다. |
| 4140 | 620 – 850 | 매우 높은 항복 강도와 내마모성을 갖추고 있어 고하중 및 충격 응력을 받는 부품에 적합합니다. | |
| 저합금 고강도강 | – | 345 – 690 | 합금 원소는 강도와 내식성을 향상시켜 건물의 프레임이나 교량과 같은 구조용 구성품에 이상적입니다. |
4.0 냉간 성형 공정에서의 ASTM A513 적용
ASTM A513은 냉간 성형 공정에서 매우 우수한 성능을 발휘하며 다양한 산업에서 널리 사용됩니다.
4.1 냉간 성형에서 ASTM A513의 장점:
- 가공성이 우수하다
- 균형 잡힌 강도와 연성
- 용접하기 쉽다
4.2 튜브 굽힘:
ASTM A513 소재는 연성과 인성이 좋아 균열이나 강도 저하 없이 튜브를 쉽게 구부릴 수 있습니다.
응용 프로그램: 자동차 배기 시스템, 가구 구조물, 건물 프레임 등 구부러진 튜브를 제조하는 데 사용됩니다.
4.3 스탬핑 및 펀칭:
저탄소강은 스탬핑 특성이 뛰어나 복잡한 스탬핑을 쉽게 수행할 수 있습니다. 펀칭 성형 후 표면 품질을 양호하게 유지하면서 산업용 펀칭 프레스로 작업할 수 있습니다.
응용 프로그램: 기계 구성품이나 금속 하우징 등 다양한 스탬핑 부품을 생산하는 데 사용됩니다.
4.4 에징과 플랜징:
ASTM A513의 저탄소강 유형은 모서리 가공 및 플랜징 공정에서 우수한 가소성을 보여 균열 없이 성형할 수 있습니다.
응용 프로그램: 파이프 커넥터, 플랜지, 기타 모서리 또는 플랜지 부품 생산에 사용됩니다.
4.5 딥 드로잉:
저탄소강은 냉간 성형을 통해 심인발에 대한 우수한 저항성을 제공하여 매끄러운 표면과 균일한 변형을 가져옵니다.
응용 프로그램: 금속 컵, 금속 용기, 금속 캔 등 심가공 공정이 필요한 부품을 생산하는 데 적합합니다.
4.6 굽힘:
ASTM A513 소재는 굽힘성이 뛰어나 굽힘 가공에 적합하며 복잡한 기하학적 모양의 부품을 제조하는 데 적합합니다.
응용 프로그램: 건축 구조물이나 기계 장비의 지지 구성 요소 등 다양한 금속 파이프와 시트를 구부리는 데 사용됩니다.
5.0 표 1: 표준 저탄소강의 화학적 요구 사항
이 표는 ASTM A513에 명시된 다양한 저탄소강 등급에 대한 화학 성분 요구 사항을 제공합니다. 여기에는 SAE 1008, SAE 1010, SAE 1020과 같은 일반적인 저탄소강 유형이 포함됩니다.
이 표는 각 등급의 탄소, 망간, 인 및 유황 함량 범위를 자세히 설명합니다. 이러한 구성 표준은 제조 중에 강철의 일관된 품질과 성능을 보장하여 다양한 응용 분야의 요구 사항을 충족합니다.
| 등급 지정 | 탄소(%) | 망간(%) | 인, 최대 (%) | 유황, 최대 (%) |
| MTB 1010 | 0.02–0.15 | 0.30~0.60 | 0.035 | 0.035 |
| MT 1015 | 0.10~0.20 | 0.30~0.60 | 0.035 | 0.035 |
| MT X 1015 | 0.10~0.20 | 0.60~0.90 | 0.035 | 0.035 |
| MT 1020 | 0.15~0.25 | 0.30~0.60 | 0.035 | 0.035 |
| MT X 1020 | 0.15~0.25 | 0.70–1.00 | 0.035 | 0.035 |
참고사항:
- 화학은 열 분석을 나타냅니다. 림 또는 캡이 있는 강철을 제외한 제품 분석은 표 3에 표시된 대로 일반적인 관행에 따라야 합니다.
- 이러한 등급에 사용되는 림형 또는 캡형 강철은 화학적 조성이 균일하지 않다는 특징이 있어, 오용이 명확히 나타나지 않는 한 제품 분석이 적절하지 않습니다.
- "MT"는 기계식 튜빙을 나타냅니다.
6.0 표 2: 기타 탄소강 및 합금강에 대한 화학적 요구 사항
이 표는 ASTM A513에 따른 다른 유형의 탄소 및 합금강에 대한 화학 성분 요구 사항을 간략하게 설명합니다. 저탄소강부터 1006, 1015, 4130, 4140과 같은 다양한 합금강까지 다양한 등급을 포괄합니다.
이 표는 탄소, 망간, 인, 유황, 실리콘, 니켈, 크롬, 몰리브덴과 같은 원소의 최대 및 최소 함량을 지정합니다. 이러한 사양은 재료의 기계적 특성, 내구성 및 가공성에 중요합니다.
| 등급 지정 | 탄소(%) | 망간(%) | 인, 최대 (%) | 유황, 최대 (%) | 실리콘(%) | 니켈(%) | 크롬(%) | 몰리브덴(%) |
| 1006 | 최대 0.08 | 최대 0.45 | 0.030 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1008 | 0.10 최대 | 0.50 최대 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1009 | 최대 0.15 | 0.60 최대 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1010 | 0.08~0.13 | 0.30~0.60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1012 | 0.10~0.15 | 0.30~0.60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1015 | 0.13–0.18 | 0.30~0.60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1016 | 0.13–0.18 | 0.60~0.90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1017 | 0.15~0.20 | 0.30~0.60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1018 | 0.15~0.20 | 0.60~0.90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1019 | 0.15~0.20 | 0.70–1.00 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1020 | 0.18~0.23 | 0.30~0.60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1021 | 0.18~0.23 | 0.60~0.90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1022 | 0.18~0.23 | 0.70–1.00 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1023 | 0.20~0.25 | 0.30~0.60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1024 | 0.18~0.25 | 1.30~1.65 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1025 | 0.22~0.28 | 0.30~0.60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1026 | 0.22~0.28 | 0.60~0.90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1027 | 0.22~0.29 | 1.20~1.55 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1030 | 0.28~0.34 | 0.60~0.90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1033 | 0.30~0.36 | 0.70–1.00 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1035 | 0.32–0.38 | 0.60~0.90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1040 | 0.37–0.44 | 0.60~0.90 | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 1050 | 0.48~0.55 | 0.60~0.90 | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 1060 | 0.55~0.65 | 0.60~0.90 | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 1340 | 0.38~0.43 | 1.60~1.90 | 0.035 | 0.040 | 0.15~0.35 | … | … | … |
| 1524 | 0.19~0.25 | 1.35~1.65 | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 4118 | 0.18~0.23 | 0.70~0.90 | 0.035 | 0.040 | 0.15~0.35 | … | 0.40~0.60 | 0.08~0.15 |
| 4130 | 0.28~0.33 | 0.40~0.60 | 0.035 | 0.040 | 0.15~0.35 | … | 0.80–1.10 | 0.15~0.25 |
| 4140 | 0.38~0.43 | 0.75–1.00 | 0.035 | 0.040 | 0.15~0.35 | … | 0.80–1.10 | 0.15~0.25 |
| 5130 | 0.28~0.33 | 0.70~0.90 | 0.035 | 0.040 | 0.15~0.35 | … | 0.80–1.10 | … |
| 8620 | 0.18~0.23 | 0.70~0.90 | 0.035 | 0.040 | 0.15~0.35 | 0.40~0.70 | 0.40~0.60 | 0.15~0.25 |
| 8630 | 0.28~0.33 | 0.70~0.90 | 0.035 | 0.040 | 0.15~0.35 | 0.40~0.70 | 0.40~0.60 | 0.15~0.25 |
7.0 표 3: 표 1 및 2에 표시된 강철에 대한 제품 분석 허용 오차
이 표는 ASTM A513 강철 제품의 원소 함량에 대한 허용 범위를 정의합니다. 탄소, 망간, 인, 황, 실리콘, 니켈, 크롬, 몰리브덴과 같은 원소에 대한 허용 가능한 변동을 제공합니다.
| 요소 | 제한 또는 지정된 범위의 최대값, % | 변동, 최대 한도 초과 또는 최소 한도 미만 |
| 탄소 | ||
| 0.15까지 포함 | 0.02 | 0.03 |
| 0.15 이상 ~ 0.40 포함 | 0.03 | 0.04 |
| 0.40 이상 ~ 0.55 포함 | 0.03 | 0.05 |
| 망간 | ||
| 0.60까지 포함 | 0.03 | 0.03 |
| 0.60 이상 ~ 1.15 포함 | 0.04 | 0.04 |
| 1.15 이상 ~ 1.65 포함 | 0.05 | 0.05 |
| 인 | … | 0.01 |
| 황 | … | 0.01 |
| 규소 | ||
| 0.30까지 포함 | 0.02 | 0.03 |
| 0.30 이상 0.60 | 0.05 | 0.05 |
| 니켈 | 1.00까지 포함 | 0.03 |
| 크롬 | 0.90까지 포함 | 0.03 |
| 0.90에서 2.10까지 | 0.05 | 0.05 |
| 몰리브덴 | ||
| 0.20까지 포함 | 0.01 | 0.01 |
| 0.20 이상 0.40 | 0.02 | 0.02 |
- 개별적인 결정은 이 표에 표시된 범위 또는 지정된 열 한도와 다를 수 있습니다. 단, 열의 모든 요소는 지정된 범위 위아래로 모두 변할 수 없습니다.
- 이 표에 줄임표(…)가 나타나는 곳에는 요구 사항이 없습니다.
참고문헌:
《A513/A513M −20 A513/A513M − 20a》전기저항용접 탄소 및 합금강 기계용 튜빙에 대한 표준 사양
