소재기술/ 금속 재료의 국제 규격과 해설
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금속 재료의 국제 규격과 해설
1. 서 론
기계부품소재로서 금속재료는 그 쓰이는 용도에 따라 적절한 선정이 그 기계의 성능을 좌 우하는 첫걸음이라 할 수 있다. 아무리 기계설계를 잘 하였더라도 일차적으로 재료설계를 잘못하면 기계의 성능을 설계대로 발휘할 수 없고, 적절한 재료를 설계하였다하더라도 열처 리 등의 처리가 적절치 못하면 그 역시 설계성능을 발휘할 수 없다.

금속재료설계의 기본은 경제적인 면과 기술적인 면을 고려하여 선정한 후보재료의 경험에 따른 신뢰도, 수급상황 등등의 여러 측면의 면밀한 검토에 의해 최적재료를 선정하는 것이 다. 그러나 이러한 재료설계는 실무경험이 많은 기술자가 가장 바람직하지만 경험이 부족한 초심자라도 재료규격에 대한 올바른 이해와 지식을 가지면 큰 착오없이 적정재료의 설계가 가능한 것이다.

한편, 최근 세계각국은 경제의 블록화 현상 및 자국산업의 보호를 위한 새로운 보호주의 경향이 두드러지고 있다. 특히 92년 EC의 통합에 대항하여 미국, 캐나다, 멕시코를 묶는 북 미주 시작의 통합이 적극적으로 전개되고 있어 바야흐로 세계의 무역환경 및 기술장벽은 전 쟁을 방불케하는 국면으로 접어들고 있다.

우리 나라가 이같이 날로 치열해지는 작금의 세계적 정치, 경제환경을 극복하기 위해서는 수출대상국의 관련규격을 올바르게 파악하는 것이 무엇보다도 중요하다고 하겠다. 왜냐하면 각국의 규격제도가 무역상 기술장벽을 교묘히 활용되고 있기 때문이다. 따라서 본고에서는 철강재료에 대하여 국내에서 사용되고 있는 주요 국내외 규격을 검토하고자 하며 외국규격 의 보다 깊은 이해를 위해 전세계적인 국제 표준화 기구의 체계는 어떻게 이루어져 있는지 를 먼저 알아보기로 한다.

2. 해외 표준화 기구의 체계
세계각국의 무역상 기술장벽이 국가간 상이한 규격의 채택으로부터 발달함에 따라 국가적 으로 이를 해소하기 위해 국가간의 노력을 시도한 것이 국제 표준화기구(ISO)와 국제 전기 기술위원회(IEC)이다. 이 기구들은 국제거래를 용이하게 하기 위해서 세계적으로 통용될 수 있는 규격의 제정을 목저긍로 하고 있다.

해외표준화기구는 국제 표준화 기구(ISO, IEC등), 지역 표준화 기구(CEN, CENELEC등), 국가표준화 기구(미국/ANSI, 영국/BS, 프랑스/AFNOR, 독일/DIN, 일본/JIS 등) 로 대별되 며 아래 그리과 같은 파라밋 모양으로 구성된다.

즉 미국의 ASTM(미국 재료시험협회)이나 SAE(미국 자동차협회규격)등과 같은 단체의 표준화기구들이 있고, 이들의 상위조직으로서 우리나라의 KS등과 같은 국가표준화 기구가 있으며 그 위에는 CEN(유럽표준화 위원회)과 같은 일정지역의 여러나라가 모여 조직하는 지역표준화 기구가 있고 이들 위에는 최상위 조 직인 ISO, IEC와 같은 국제표준화 기구들이 있다.

3. 해외 표준화 기구의 개요
[1]국제 표준화 기구
(1)ISO(International Organizational for Standardization)
-목적:전기분야(IEC의 업무범위)이외의 모든 분야에 대하여 상품과 서비스의 국제교환을 수 월하게 하기 위하여 세계적으로 통용되고 있는 규격의 제정을 꾀한다.(1947년 발촉) -구성:89개국(정규회원 74개국, 통신회원15개국)의 국가표준제정기관(1개국 1기관)으로 구성 되어 있다. ISO국제규격의 정비와 제정심의는 각 전문위원회(Technical Committee: TC)의 업무로서 현재분야별로 총 161개의 TC가 있다.

-국제규격의 발행: ISO국제규격은 영어, 불어, 노어의 공용어로 출판된다. 총 7,478종의 규 격이 제정, 출판되어 있다.
-국제규격의 작성과정:회원국의 투표에 의해 결정되며 다음과 같은 절차를 밟는다.
규격제정제안→초안→원안→국제규격안→국제규격
-국제규격(International Standard): ISO규격은 약호와 일련번호 및 제정년으로 표시된다.
예) ISO 82-1974: Tensilse Strength

(2)국제 전기표준기술위원회(IEC: International Electrohnical Commission)
-목적: 전기에 관한 국제규격의 통일과 협조를 촉진하는데 있다.
-구성: 현재 43개 국가위원회(1개국 1기관)도 구성되어 있다.

[2]지역 표준화 기구
CEN(유럽표준화위원회) 및 CENELEC(유럽전기표준화위원회)
-목적:1992년까지 유럽내 상품과 서비스분야의 자유시장을 이루기 위한 전기분야 (CENELEC)와 일반분야(CEN)에 대하여 유럽규격(EN: European Standard)제정하는 것이 다.
-구성: EC(유럽공동체) 및 EFTA(유럽자유무역연합)소속의 18개국 국가표준화기관으로 구 성되어 있다.
-사용언어: EN규격은 영어, 불어, 독어를 공용어로 하고 있다.

[3]국가표준화기구
-미국 표준협회(ANSI: American National Standards Institute)
-미국 연방규격(FS: Federal Specification)
-미국 국방규격(ML: Military Specficationsand Standards)
-일본 공업표준조사회(JISC: Japanese Industrial Standards Committee)
-프랑스 표준협회(AFNOR: Association Francaise de Normalisation)
-영국 표준협회(BSI: British Standards Institution)
-독일 표준협회(DIN: Deutsches Institut Fur Normung)
-소련 연방표준(GOST: USSR State Standards)

[4]단체표준화 기구
-미국 재료시험학회(ASTM: American Society For Testing and Materials)
-미국 철강협회(AISI: American Iron and Steel Institue)
-미국 기계기술자협회(ASME: American Society of Mechanical Engineers)
-미국 알루미늄협회(AA: Alumnium Association)
-미국 보험업자시험소(UL: Underwriters Labortories)

4. 금속재료규격
본고에서는 특히 금속재료중 철강재료의 규격에 한해서 우리나라에서 현실적으로 가장 많 이 쓰고 있는 JIS를 중점적으로 검토하고 그 다음 중요 국가의 규격에 대해 알아보기로 한 다.

[1]주요 국가별 규격명
일본: JIS(Japanese Industrial Standards)
미국: ANSI(American National Standard Institute)
ASTM(American Society For Testing and Materials)
AISI(American Iron and Steel Institue)
SAE(American Society of Automotive Engineers)
영국: BS(British Standards)
독일: DIN(Deutsche Industrie Normen)
VDEH(Verein Deutscher Eisenhuttenleute)
소련: ROCT
한국: KS(Koran Industrial Standards)

(2) JIS의 금속재료규격

(1)철강의 기호
JIS규격에서 금속재료는 철강과 재철재료로 구분되어 있다. 이들 재료를 표시하는 기호에 대해서 알아보면, 철강재료의 경우 철과 강으로 분류되며, 철은 합금철 및 주철, 보통강, 특 수강 및 주단강으로 분류된다. 보통강은 조강, 후판, 선재에 이르기까지 형상별, 용도별로 나 뉘고 특수강은 강인강, 공구강, 특수용도가의 성상별로 강관은 강종, 스테인레스강은 형상별 로 각각 세분류된다. 상술한 규격분류방법과 다음과 같은 원칙에 따라서 철강재료기호는 3부분으로 구성되어있 다.
1)첫번째 기호는 재질을 표시한다.
2)두번째 기호는 규격명과 제품을 표시한다.(구조용합금강은 예외)
3)세번째 기호는 종류를 표시한다.

①첫번째 기호
영어와 일어의 로마자 표기의 머리문자로 또는 원소기호를 사용, 재질을 표시한다. 철강재 료는 S(Steel:강), F(Ferrum:철)의 기호로 대부분을 표시한다. 예외)SiMn(실리콘망간), FCr(훼로크롬)등과 같은 합금철류와 MCr(금속크롬), Sxx(냉간압연 형태의 규소강판(S: Silicon, xx:숫자)
②두번째 기호
영어 또는 일어의 로마자 표기의 머리문자를 사용하여 판. 봉, 관, 선, 단조품 등의 제품의 형상별 종류와 용도를 표시하며 기호를 조합하여 제품명을 표시한다. S자와 F자의 다음은 그룹을 표시하는 기호가 붙는 경우가 많다.
P: Plate(박판)
U: Use(특수용도)
W: Wire(선재, 선)
T: Tube(관)
C: Casting(주물)
K: 공구
F:Forging(단조)
예외1) 구조용합금강 그룹(예를 들면 니켈크롬강)의 SNC는 첨가원소의 부호를 나타냄.
2)보통강재의 조강, 후판(예를들면 보일로용 강재)의 SB는 용도를 표시하는 영어의 머 리문자이다.
다음은 두 번째 위치에 쓰는 기호를 정리한 것이다.
B 봉 또는 보일러
BC 체인용 환봉
CP 주조품
CA 구조용 합금강 주강품
CD 구상흑연주철품
CH 내열강 주강품
CMB 흑심 가단 주철품
CMnH 고망간강 주강품
CMP 퍼라이트 가단주철품
CMW 백심 가단주철품
G 가스 봄베용 강판
GP 가스파이프
GPW 수도용 아연도금강판
KC 끌 공구
KH 고속도공구
KS 합금공구
KD 다이스용 공구
KT 단조용 공구
M 용접구조용 중탄소
MA 용접구조용 내후성
PC 냉간압연판
PG 아연철판
PH 열간압연판
PHT 강관용강대
PT 주석판
PV 압력용기용판
RB 재생강판
S 일반구조용 압연재
SC 냉간성형강
SD 이형봉강
TB 보일러 열교환기
TH 고압가스 용기용판
TK 구조용 탄소강 강관
TKS 구조용 합금강 강관
TO 유정용관
TP 배관용관
TPA 배관용합금강관
TPY 배관용 아크용접 강관
V 리벳트용 압연재
WM 철선
WO 오일템파선
WO-V 밸브스프링용, 오일템파선
WOCVV 벨브스프링용, 크롬 바나듐, 오일템파선
WOSCV 밸브스프링용, 실리콘크롬오일템파선
WP 피아노선
WRS 피아노선재
WRY 용접봉 심선용 선재
③세번째 기호
재료의 종류번호의 숫자, 최고인장강도 또는 항복강도를 표시한다. 단, 기계 구조용강의 경 우는 주요합금원소량 코드와 탄소량을 조합하여 표시한다.
예)1 ; 1종
A ; A종 또는 A호
2A; 2종 A급
41; 인장강도 또는 항복강도
비고) 철강재료의 종류기호 이외에 형상과 제조방법 등을 기호화하는 경우에는 종류기호에 연속하여 기호를 부착하여 표시한다.
예)SM58Q용접구조용압연재 5종에 있어서 Quenching, 템퍼링을 행하는 것이며, STB35-S-H는 열간임상 계목이 없는 보일러, 열교환기용 탄소강관에 있어서 인장강도는 규 격치 35kgf/n㎡을 뜻한다.
(a)형상을 표시하는 부호
W 선
CP 냉연판
HP 열연판
WR 선재
CS 냉연대
HS 열연대
TB 열전달용관
TP 배달용관
(b)제조방법을 표시하는 부호
-R 림드강
-A 알루미늄 킬드강
-K 킬드강
-S-H 열간사상계목무관
-S-C 냉간사상계목무관
-E 전기저항용접 강관
-E-H 열간사상전기저항강관
-E-C 냉간사상전기저항강관
-E-G 열간사상 및 냉간임상 이외의 전기저항용접강관
-B 단접강관
-B-C 냉간사상단접강관
-A 아크용접강관
-A-C 냉간사상단접강관
-D9 냉간인발(9는 허용차의 등급9등급)
-T8 절삭인발(8는 허용차의 등급8급)
-G7 연삭인발(7는 허용차의 등급7급)
-CSP 스프링용냉간압연강대
-M 특수광택대강
(c) 열처리를 표시하는 부호
A 어닐링
N 노말라이징
NT 노말라이징과 템퍼링
TMC 가공제어
P 저온 어닐링
TN 시험편의 노말라이징
TNT 시험편에 노말라이징과 템퍼링
SR 시험편에 응력제거 열처리
S 고용화 열처리
THxxx 석출경화 열처리
RHxxx
(d) 엄격히 촌법허용차를 표시하는 기호
ET 두께 허용차(스텐레이스강, 스프링용 냉간압연 강대)
EW 폭 허용차(스테인레스 강)
(2) JIS 기계구조용강의 기호체계

1) 적용범위
주로 기계구조용탄소강재 및 구조용합름강강재의 종류기호에 대한규정
2)종류기호의 구성
종류기호의 순위는 철강을 표시하는 기호, 주요 합금 원소기호, 주요합금원소량 코드, 탄소 량의 대표치와 부가기호로 구성되어 있다. 이의 구성순위는 다음과 같다. 다음 표 2는 각 합금원소의 기호를 표 3은 강을 표기하는 기호와 합금원소의 기호를 조합하 였을 때를 나타낸 것이다.



④주요 합금원소량 코드
탄소강을 제외한 모든 기계구조용강에 적용되며, 다음 표에서 보는 바와 같이 1개의 숫자 를 사용한다.



⑤탄소량의 대표치
대표치는 두자리 숫자로 표시한다. 표시방법은 규정탄소량의 하한치와 상한치의 중간값을 100배하여 두자리 숫자로 나타낸다.
예) 탄소량이 0.10~0.15%의 경우 중간치이므로 0.125여기에 100배를 하면 12.5가 되나 두자 리 숫자로 표시하므로 소수점이하를 절삭하여 대표치는 12가 된다. 만약 숫자가 10미만일때 는 앞에다 0을 붙여 표시한다.
⑥부가기호
부가기호는 제1그룹과 제2그룹으로 구성되어있고 영문자로 표시한다.
제1그룹 : 특수원소를 첨가하는 경우에 쓰인다.
예) 피삭성개선을 위해 특별 원소첨가강의 경우
납첨가장 : L, 유황첨가강 : S, 칼슘 첨가강 : U
제2그룹 ; 본 기호화 화학성분이외에 특별한 특성을 보증하는 경우에 이용된다.
예) 소입성 보증간 : H
⑦ 기계구조용 합금강의 표기에 앞서 언급한 바와 같이 탄소량 코드 및 탄소량 대표치 표기 제가 도입됨에 따라 1979년부터 새로운 기호로 바뀌었다. 다음표5는 신기호와 구기호를 비 교한 것이다
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