금속 명칭 해독: 국제 등급 명명법에 대한 포괄적인 안내

엔지니어, 구매자 및 설계자가 글로벌 시장을 탐색하고 응용 분야에 적합한 재료를 선택하려면 금속 명명 규칙을 이해하는 것이 필수적입니다.

1 서론: 금속의 언어

금속 지정 시스템은 산업에서 사용되는 광범위한 금속 및 합금을 식별하고 분류하기 위한 표준화된 언어를 제공합니다. 이러한 코드는 임의의 숫자와 문자 문자열이 아니라 재료의 화학적 구성, 기계적 특성, 처리 방법 또는 이들의 조합에 대한 특정 정보를 전달하도록 구성되어 있습니다. 이 언어를 이해하는 것은 조달 시 자재를 지정하고, 제조 품질을 보장하고, 항공우주, 건설 및 의료 기기 산업 전반의 중요한 응용 분야에서 안전을 유지하는 데 중요합니다.

이러한 시스템은 국가 및 표준화 기관에 따라 크게 다르기 때문에 국제 공급망과 협력하는 전문가에게 복잡한 환경을 조성합니다. UNS(미국 통합 번호 체계)는 중국 GB 표준이나 독일 DIN 표준과 상당히 다릅니다. 이러한 다양성에도 불구하고 대부분의 시스템은 일단 이해되면 내장된 정보를 드러내는 논리적 패턴을 따릅니다. 이 가이드는 세계의 주요 금속 지정 시스템 뒤에 있는 주요 방법론을 해독하여 참조되는 표준에 관계없이 정보에 입각한 재료 결정을 내릴 수 있도록 지원합니다.

2 금속의 기본 분류

특정 명명 규칙을 살펴보기 전에 금속이 분류되는 광범위한 범주를 이해하는 것이 중요합니다. 이는 금속 지정 방법에 영향을 미치는 경우가 많기 때문입니다.

철금속 대 비철금속: 가장 기본적인 구분은 철을 주성분으로 포함하는 철금속(예: 강철 및 주철)과 철을 주성분으로 포함하지 않는 비철금속(예: 알루미늄, 구리, 티타늄, 아연)을 구분합니다. 이러한 구별은 지정 시스템 자체의 구조에 종종 반영됩니다.

순수 금속 대 합금: 시스템은 금속 형태의 원소인 순수 금속(예: 99.9% 알루미늄)과 둘 이상의 원소가 혼합된 합금(적어도 하나는 금속임)을 더욱 구분합니다. 합금 지정은 일반적으로 더 복잡하며 구성 요소에 대한 정보를 인코딩합니다.

단조 제품과 주조 제품: 많은 시스템에서는 제품 형태를 나타 내기 위해 다양한 접두사 또는 접미사를 사용합니다. 단조 제품(예: 시트, 바, 튜브)은 기계적으로 가공되어 모양이 만들어지며, 용융 금속을 주형에 부어서 형성되는 주조 제품과 비교하여 미세 구조 및 특성이 달라지는 경우가 많습니다.

3대 국제표준화제도

다양한 국가와 지역에서는 고유한 지정 철학을 지닌 자체 표준 조직을 개발했습니다. 다음은 글로벌 무역과 엔지니어링 분야에서 접하게 되는 가장 영향력 있는 시스템입니다.

3.1 미국 시스템(SAE/AISI, ASTM, UNS, AMS)

미국 시스템은 단일 표준이 아니라 상호 보완적인 지정 생태계입니다.

SAE/AISI 철강 지정: 수십 년 동안 SAE(Society of Automotive Engineers)와 AISI(American Iron and Steel Institute) 시스템은 미국에서 탄소 및 합금강을 지정하는 주요 방법이었습니다. 이 시스템은 일반적으로 처음 두 자리가 합금 계열(예: 탄소강의 경우 "10", 크롬-몰리브덴강의 경우 "41")을 나타내고 마지막 두 자리는 공칭 탄소 함량을 1/100%로 나타내는 4자리 코드를 사용합니다. 두 번째와 세 번째 숫자 사이에 삽입된 "B"(예: 10B46)는 경화성 향상을 위해 붕소를 첨가했음을 나타냅니다.

UNS(Unified Numbering System): UNS는 서로 다른 번호 체계 간의 혼동을 최소화하는 상호 참조 데이터베이스를 제공하기 위해 설립되었습니다. UNS 번호는 사양 자체가 아니라 다른 표준의 특정 구성에 연결되는 고유 식별자입니다. 일반적으로 문자 1개와 숫자 5개로 구성됩니다(예: 탄소강의 경우 G10400, 구리 합금의 경우 C36000). 문자는 탄소강 및 합금강의 경우 'G', 알루미늄의 경우 'A', 구리의 경우 'C', 스테인리스강의 경우 'S', 공구강의 경우 'T' 등 금속 계열을 나타냅니다.

ASTM 및 AMS 지정: ASTM(미국 재료 시험 협회) 및 AMS(항공우주 재료 사양)에서는 엄격한 화학 공식보다는 재료의 특성이나 응용 분야를 참조할 수 있는 설명 코드를 사용하는 경우가 많습니다. 예를 들어 "ASTM A36" 강철은 기계적 특성(주로 최소 항복 강도 36ksi)으로 정의되는 반면 "AMS 4911"은 티타늄 합금 시트 제품 형태를 지정합니다.

3.2 중국 국가 표준(GB)

중국 표준화 관리국(SAC)에서 관리하는 중국어 GB 표준은 중국어 병음 문자와 숫자를 사용하는 체계적인 접근 방식을 사용합니다.

철강: 철강의 경우 접두사는 종종 사용 또는 공정 경로를 나타냅니다. 'Q'는 기본 지정이 항복 강도를 기반으로 하는 철강에 사용됩니다. 합금 구조용 강철은 탄소 함량을 나타내는 숫자로 시작하고 그 뒤에 기본 합금 원소의 화학 기호와 그 비율이 옵니다.

비철금속: 이 시스템은 모재 금속의 중국어 이름에서 파생된 병음 문자를 사용합니다.

알루미늄과 그 합금은 'L'("Lü"에서 유래)로 지정됩니다.

구리와 그 합금은 'T'("Tong"에서 유래)를 사용합니다.

후속 문자와 숫자는 합금 유형, 시리즈 및 특정 등급을 지정합니다. 예를 들어 'LF'에서 'L'은 알루미늄을 나타내고 'F'("Fang")는 방청 합금을 나타냅니다. 주조 알루미늄 합금은 "Zhu Lü"(주조 알루미늄)에 대해 'ZL'을 사용합니다.

3.3 유럽 시스템(DIN, EN)

독일 DIN: DIN(Deutsches Institut für Normung) 표준은 상세하고 설명적인 명칭으로 잘 알려져 있습니다. 강철의 경우 시스템은 숫자가 최소 인장 강도(예: 인장 강도가 약 420MPa인 강철의 경우 St42)를 나타내는 문자와 숫자의 조합을 사용하거나 화학 조성에 대한 코드(예: ~0.15% C를 함유한 탄소강의 경우 C15E, 표면 경화의 경우 "E")를 사용하는 경우가 많습니다. 영숫자 코드는 매우 구체적이며 합금 요소와 대략적인 수량을 자세히 설명합니다.

유럽 ​​표준(EN): EN 시스템은 조화를 목표로 유럽 연합 내의 많은 국가 표준을 대체하고 있습니다. 이는 DIN과 같은 기존 국가 표준을 통합하고 상호 참조하는 상위 집합 역할을 하는 미국 UNS 시스템과 유사한 원칙을 채택하는 경우가 많습니다. EN 표준에는 고유한 번호 지정 체계가 있지만 명확성을 위해 레거시 지정에 대한 링크를 유지하는 경우가 많습니다.

3.4 일본공업규격(JIS)

일본 산업 표준(JIS) 시스템은 종종 재료 카테고리를 표시하기 위해 단일 문자 또는 이중 문자를 사용하고 그 뒤에 숫자가 붙습니다. 강철의 경우 접두사 'S'는 "강철"을 나타냅니다. 그 뒤에는 구조용 탄소강인 'SC', 탄소공구강인 'SK', 스테인레스강인 'SUS', 내열강인 'SUH' 등 특정 유형에 대한 추가 문자가 붙습니다. 뒤에 오는 숫자는 일반적으로 인장 강도, 일련 번호를 나타내거나 스테인리스강의 경우 AISI 유형에 해당하는 경우가 많습니다(예: SUS304는 대체로 AISI 304와 동일함).

3.5 국제표준화기구(ISO)

국제표준화기구(ISO)는 전 세계적으로 조화된 표준을 만드는 것을 목표로 합니다. 그 지정은 종종 주요 국가 시스템 간의 격차를 해소하려고 노력합니다. 예를 들어 철강의 경우 ISO 683 시리즈는 논리적이지만 참조 테이블 없이 항상 직관적이지는 않은 지정과 함께 화학적 조성 및 열처리를 기반으로 하는 시스템을 사용합니다. ISO 시스템의 강점은 국제 계약 및 기술 문서에 대한 중립적 기준점으로서의 역할에 있습니다.

4 특정 자료 카테고리 디코딩

지정 시스템의 논리는 특정 재료군에 적용될 때 더욱 명확해집니다.

4.1 강철 및 철 기반 합금

철강 명명 규칙은 가장 다양하며 종종 구성, 기계적 특성 및 용도에 대한 정보를 혼합합니다.

스테인레스강: 대부분의 시스템은 스테인레스강을 오스테나이트(200 및 300 시리즈), 페라이트(400 시리즈), 마르텐사이트(400 시리즈)와 같은 계열로 분류합니다. 널리 사용되는 AISI 3자리 시스템(예: 304, 316)은 JIS(SUS304)와 같은 다른 많은 국가 표준에서 직접 또는 간접적으로 참조됩니다.

공구강: 용도와 합금 함량에 따라 지정되는 경우가 많습니다. AISI 시스템은 공기 경화의 경우 'A', 오일 경화의 경우 'O', 수경화의 경우 'W', 열간 공구강의 경우 'H'와 같은 문자를 사용하고 그 뒤에 일련 번호가 붙습니다.

4.2 알루미늄 및 알루미늄 합금

알루미늄 명칭은 주로 미국 UNS를 포함하여 기타 국제 표준의 기초로 널리 채택된 알루미늄 협회에서 개발한 4자리 시스템에 의해 관리됩니다.

단조 합금:

1xxx 시리즈: 99.00% 최소 알루미늄(예: 1050, 1100).

2xxx 시리즈: 구리는 주요 합금 원소입니다(예: 항공기에 사용되는 2024).

3xxx 시리즈: 망간은 주요 합금 원소입니다(예: 범용 용도의 3003).

4xxx 시리즈: 실리콘은 주요 합금 원소입니다(예: 용접 와이어에 사용되는 4043).

5xxx 시리즈: 마그네슘은 주요 합금 원소입니다(예: 해양 응용 분야의 경우 5052, 5083).

6xxx 시리즈: 마그네슘 및 실리콘(Mg2Si 형성용); 열처리 가능(예: 압출용 6061, 6063).

7xxx 시리즈: 아연은 주요 합금 원소입니다(예: 고강도 항공우주 합금인 7075).

주조 합금: 유사한 3자리 숫자 체계와 소수점(예: 356.0, A380.0)을 사용합니다. 첫 번째 숫자는 합금 그룹을 나타냅니다.

템퍼 지정: 알루미늄 지정의 중요한 부분은 재료의 상태를 나타내는 템퍼입니다. 이는 합금 번호 뒤에 나오며 하이픈으로 구분됩니다(예: 6061-T6). 일반적인 템퍼에는 어닐링된 경우 'O', 가공된 상태의 경우 'F', 변형 경화된 경우 'H', 열처리된 경우 'T'가 포함됩니다.

4.3 구리 및 구리 합금

구리 합금은 기본적으로 주요 합금 원소별로 그룹화되는 UNS 시스템을 사용하여 지정됩니다.

구리(C1xxxx): 전기 전도성이 높은 비합금 구리입니다.

고구리 합금(C16xxx-C19xxx): 다른 원소가 소량 첨가된 합금입니다.

황동(C2xxxx ~ C4xxxx): 구리와 아연의 합금. UNS 번호는 종종 "Cartridge Brass"(C26000) 또는 "Naval Brass"(C46400)와 같이 더 오래되고 친숙한 이름과 관련이 있습니다.

청동(C5xxxx~C6xxxx): 역사적으로 구리-주석 합금이지만 이제는 알루미늄 청동(C6xxxx), 실리콘 청동(C64xxx) 및 인청동(C5xxxx)과 같이 아연 이외의 원소를 기본 합금으로 포함하는 구리 합금을 광범위하게 포함합니다.

구리-니켈(C7xxxx): 우수한 내부식성으로 알려진 구리와 니켈의 합금(예: C71500).

5 실제 응용 프로그램과 표준 간 사용법

서로 다른 국제 표준 사이를 탐색하는 것은 일반적인 과제입니다.

상호 참조 표 및 핸드북 사용: 도면이나 사양에 익숙하지 않은 표준에 따른 재료가 필요한 경우 첫 번째 단계는 신뢰할 수 있는 상호 참조 표나 핸드북을 참조하는 것입니다. 이러한 리소스에는 다양한 표준에 걸쳐 동등하거나 유사한 등급이 나열되어 있습니다. "동등한"이 항상 "동일한"을 의미하는 것은 아니라는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 허용된 불순물 수준이나 처리 요건에는 미묘하지만 중요한 차이가 있을 수 있습니다.

재료 선택 및 대체에 대한 중요한 고려 사항: 상호 참조 표의 화학 조성 일치만을 기준으로 재료를 대체하는 것은 위험할 수 있습니다. 종합적인 평가에서는 다음 사항을 고려해야 합니다.

기계적 특성 요구 사항: 대체재가 지정된 강도, 연성 및 인성 값을 모두 충족하는지 확인하십시오.

열처리 반응: 가공 경로가 다르면 미세구조와 성능이 달라질 수 있습니다.

부식 저항성: 구성의 사소한 차이가 부식 거동에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

용접성 및 성형성: 이러한 가공 특성이 기본 등급 지정에서 항상 완전히 포착되는 것은 아닙니다.

적용 가능한 사양 및 인증: 규제 산업(항공우주, 의료, 핵)에서 재료는 종종 "유사한" 표준이 아닌 특정 표준에 따라 조달되고 인증되어야 합니다.