철강과 줄, Steel Impact Test Charpy V-Notch
STEELMAX Steel Story
철강 뿐 아니라 다른 분야에도
줄이나 끈을 찾는 경우가 있습니다.
동아 밧줄을 잡으면 좋지만
동아 밧줄로 알고 잡았는데 썩은 밧줄이면, 신세 처량해집니다.
철강에도 줄이 있습니다.
철강에서의 줄 ([dƷu:l]) 은 Joule 이라고 씁니다.
영국의 James Prescott Joule 라는 물리학자가 있습니다.
양조장을 운영하던 부자 아빠가 있는 분, 입니다.
1818년부터 1889년까지 살았고, 집에서 혼자 공부하고도
대단한 업적을 남길 정도로 물리학에 관심이 많았습니다.
열과 에너지에 관해 연구했으며,
에너지에 관한 SI 단위인 Joule은
에너지에 관한, 이 물리학자의 업적을 기려
James Prescott Joule이라는 이름에서 따 왔습니다.
1 joule 은 물체를 1 N (뉴턴)의 힘 (에너지)으로,
힘의 방향으로 1 m 만큼 움직이는데 들어가는 에너지를 말합니다.
100g의 무게인 쇠 (1 뉴턴)를
1 m 들어 올리면 1 N×1 m ＝ 1 joule
1000g (1kg) 무게의 철강재를 1 m 들어 올리면
10 N×1 m = 10 joule이 됩니다.
이분의 이름은 BB탄 총에도 적용됩니다.
BB탄 총알 위력의 법적 제한 값이 0.20 joule로
운동에너지를 연구한 James Prescott Joule도
BB탄 총의 위력을 제한하는 대한민국 법률에
자기가 영국에서 쓰던 이름인 Joule이
BB탄 법률에 적용될 줄 몰랐을 겁니다.
BB탄 뿐 아니라 대한민국 육군과 해병대의
기본 화기인 K-2 개인 화기의 총알 무게 4g 짜리를
발사했을 때 운동에너지는 약 1900 Joule 수준입니다.
이렇게 줄이라는 운동에너지 단위는 여기저기 쓰입니다.
철강에서의 줄은 강재에 충격을 줘 강재가 버티나,
버티지 못하고 깨지나의 시험에도 적용됩니다.
철강에서 충격 시험, 인장 시험, 굽힘 시험, 비파괴 시험,
경도 시험, 피로 시험, 마모 시험 등 여러가지 시험 방법이 있습니다.
그 중 충격 시험은 인장 시험과 함께 중요한 시험 방법으로
충격 시험 방법도, Charpy, 아이조드 시험 방법이 있고
동적 시험인 충격 시험은 철강 재료가
충격에 대한 저항성 평가 시험으로
시험 재료에 충격을 줘, 충격에 대한
인성과 취성을 Test 하는 시험입니다.
Charpy 충격 시험은 Charpy impact tester 를 이용해 철강, 금속 재료에
30kg짜리 해머/m로, 5~6/sec 속도로 시험편에 충격을 가합니다.
그때 금속 시험 재료가 버티는 두 동강 나지 않고 버티는 힘의
최소 값을, KS, ASTM, JIS, EN의 규격서는 지정하고 있습니다.
철강재료에서 Joule 은 꼭 같이 다니는 친구가 있습니다.
바로 온도입니다.
철강 재료는 온도가 낮아짐에 따라
깨지는 성질인 취성(Brittleness)는 증가합니다.
20℃ 상온 수준에서의 시험에서 멀쩡하던 철강재가
0℃ 온도에서 같은 힘으로 충격을 주면 깨지고,
온도를 더 낮춰 -20℃에서는
더 작은 힘에 맥 없이 깨져 버리며,
-20℃를 넘어 -100℃에서는,
훨씬 작은 힘으로도 철강 재료는 쉽게 깨집니다.
이와 같은 온도에 대한 재료의
취약성을 아는 KS, ASTM, EN, JIS 등의
규격서들은 당연히 철강 재료에 대한
충격 Test 제한 값을 두고 있습니다.
예를 들어 EN 10025 Part2 S275 에는
S275JR, S275J0, S275J2 라는 강종이 나타나고
S275 나타나는 JR은 20℃ — 27 joule, J0 는 0℃ — 27 joule,
J2는 -20℃ — 27 Joule 의 성능 값을 규정을 말합니다.
남극에 세종기지가 있습니다.
장보고 과학기지도 남극에 준비 중입니다.
환상적인 오로라가 형성되는 곳이지만
이곳의 기온은 -20℃ 정도는 쉽게 떨어집니다.
이곳에는 남극을 연구하는 연구원도 있고, 연구원이 사용하는,
연구동, 숙소, 체육관 등의 건축물과 기계장치도 있습니다.
여기에 사용하는 강재가 상온의 대한민국에서는 멀쩡하다가
남극의 저온 환경에서 취성이 나타나며, 건축물이 안전하지 못하다면
이는 연구원의 안전을 담보하기 어렵습니다.
따라서 저온 환경에 사용되는 강재는 상온에서
사용할 강재와는 그 성질이 달라져야 합니다.
따라서 극지 환경처럼, 기온이 낮은 환경에 사용되는 강재일수록
국가 규격, 단체 규격인 KS, ASTM, EN, JIS, NORSOK 규격은
규격서에 명확하게 온도에 따른 줄 값을 정해 놓고 있습니다.
튼튼한 동아 밧줄일수록 만들기는 힘들고 값은 비쌉니다.
철강재도 마찬가지입니다.
줄 값이 높은 철강재일수록 만들기는 힘들고,
값은 비싸집니다.
철강과 줄, Steel Impact Test Charpy V-Notch
스틸맥스는 연구소 수준의
깊이 있는 철강에 대한 이해를 바탕으로,
Carbon Steel, Special Steel, Stainless, Functional steel,
Ni-Alloy, Copper Alloy, Aluminium Alloy, Forging .
Plate, Sections, H-BEAM, Angle, Channel,
Flat, Round Bar, Rail, Pipe & Tube, SMLS,
ASTM, ASME, AISI, ANSI, API, SAE, AS, CSA
EN , KS, JIS, DNV, ABS, GL, LR, KR, NK. RINA, RS, CCA, IACS의
국가규격, 국제단체 규격, 국제협회 규격부터
Mill Maker Standards까지 공급하고 있습니다.
Citius, Altius, Fortius,
더 빠르게, 더 높이, 더 강하게가 요구되는 올림픽처럼
공급이 어려운 철강재 공급에는
진정한 전문 선수를 필요로 합니다.
철강재의 기본 물성치를 바로 확인해 볼 수 있는
스틸맥스(주) 사이트 철강 강종 “500” 바로가기 : https://steelmax.co.kr/products/plate/
자주 사용하는 대표적인 철강재의 중량과 금액을 자동으로 계산해 주는
철강 중량금액 자동계산기 바로가기 : https://steelmax.co.kr/calculator/carbon/plate/
