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재료성분분석

무기화학으로 합성한 물질의 화학구조와 그 양을 알아보는 방법으로 습식분석적 방법과 기기 분석적 방법으로 정성/정량 분석을
하는 것을 말한다.

다음은 주요 강의 화학성분(재질별) 조성표로서 분석 시 기준이 될 수 있는 화학성분(%)표이다.

스테인레스강

재질 화학성분(%)
C S Cr Ni Mn Si P Mo Cu
STS201 0.15이하 0.03이하 16.0~18 3.5~5.5 5.5~7.5 1이하 0.060이하 - -
STS202 0.15이하 0.03이하 17.0~19 4.0~6 7.5~10 1이하 0.060이하 - -
STS301 0.15이하 0.03이하 16.0~18 6.0~8 2이하 1이하 0.045이하 - -
STS301L 0.03이하 0.03이하 16.0~18 6.0~8 2이하 1이하 0.045이하 - -
STS301J1 0.08~0.12 0.03이하 16.0~18 7.0~9 2이하 1이하 0.045이하 - -
STS302 0.15이하 0.03이하 17.0~19 8.0~10 2이하 1이하 0.045이하 - -
STS302B 0.15이하 0.03이하 17.0~19 8.0~10 2이하 2.0~3 0.045이하 - -
STS304 0.08이하 0.03이하 18.0~20 8.0~10.5 2이하 1이하 0.045이하 - -
STS304L 0.03이하 0.03이하 18.0~20 9.0~13 2이하 2.0~3 0.045이하 - -
STS304N1 0.08이하 0.03이하 18.0~20 7.0~10.5 2.5이하 1이하 0.045이하 - -
STS304N2 0.08이하 0.03이하 18.0~20 7.05~10.5 2이하 2.0~3 0.045이하 - -
STS304LN 0.03이하 0.03이하 17.0~19 8.5~11.5 2이하 1이하 0.045이하 - -
STS304J1 0.08이하 0.03이하 15.0~18 6.0~9 3이하 1.7이하 0.045이하 - 1.0~3.0
STS304J2 0.08이하 0.03이하 15.0~18 6.0~9 3.0~5 1.7이하 0.045이하 - 1.0~3.0
STS305 0.12이하 0.03이하 17.0~19 10.5~13 2이하 1이하 0.045이하 - -
STS309S 0.08이하 0.03이하 22.0~24 12.0~15 2이하 1이하 0.045이하 - -
STS310S 0.08이하 0.03이하 24.0~26 19.0~22 2이하 1.5이하 0.045이하 - -
STS316 0.08이하 0.03이하 16.0~18 10.0~14 2이하 1이하 0.045이하 2.0~3 -
STS316L 0.03이하 0.03이하 16.0~18 12.0~15 2이하 1.5이하 0.045이하 2.0~3 -
STS316N 0.08이하 0.03이하 16.0~18 10.0~14 2이하 1이하 0.045이하 2.0~3 -
STS316LN 0.03이하 0.03이하 16.5~18.5 10.5~14.5 2이하 1.5이하 0.045이하 2.0~3 -
STS316T1 0.08이하 0.03이하 16.0~18 10.0~14 2이하 1이하 0.045이하 2.0~3 -
STS316J1 0.08이하 0.03이하 17.0~19 10.0~14 2이하 1이하 0.045이하 1.2~2.75 1.0~2.5
STS316J1L 0.03이하 0.03이하 17.0~19 12.0~16 2이하 1이하 0.045이하 1.2~2.75 1.0~2.5
STS317 0.08이하 0.03이하 18.0~20 11.0~15 2이하 1이하 0.045이하 3.0~4 -
STS317L 0.03이하 0.03이하 18.0~20 11.0~15 2이하 1이하 0.045이하 3.0~4 -
STS317LN 0.03이하 0.03이하 18.0~20 11.0~15 2이하 1이하 0.045이하 3.0~4 -
STS317J1 0.04이하 0.03이하 16.0~19 15.0~17 2.5이하 1이하 0.045이하 4.0~6 -
STS317J2 0.06이하 0.03이하 23.0~26 12.0~16 2이하 1.5이하 0.045이하 0.5~1.2 -
STS317J3L 0.03이하 0.03이하 20.5~22.5 11.0~13 2이하 1이하 0.045이하 2.0~3 -
STS3174L 0.03이하 0.03이하 19.0~24 24.0~26 2이하 1이하 0.045이하 2이하 -
STS317J5L 0.02이하 0.03이하 19.0~23 23.0~28 2이하 1이하 0.045이하 4.0~5 1.0~2
STS321 0.08이하 0.03이하 17.0~19 9.0~13 2이하 1이하 0.045이하 - -
STS347 0.08이하 0.03이하 17.0~19 9.0~13 2이하 1이하 0.045이하 - -
STSXM15J1 0.08이하 0.03이하 15.0~20 11.5~15 2이하 3.0~5 0.045이하 - -
STS329J1 0.08이하 0.03이하 23.0~28 3.0~6.0 1.5이하 1이하 0.040이하 1.0~3.0 -
STS329J3L 0.03이하 0.03이하 21.0~24 4.5~6.5 2이하 1이하 0.040이하 2.5~3.5 -
STS329J4L 0.03이하 0.03이하 24.0~26 5.5~7.5 1이하 1이하 0.040이하 - -
STS405 0.08이하 0.03이하 11.5~14.5 - 1이하 1이하 0.040이하 - -
STS410L 0.03이하 0.03이하 11.0~13.5 - 1이하 1이하 0.040이하 - -
STS429 0.12이하 0.03이하 14.0~16 - 1이하 1이하 0.040이하 - -
STS430 0.12이하 0.03이하 16.0~18 - 1이하 0.75이하 0.040이하 - -
STS430LX 0.03이하 0.03이하 16.0~19 - 1이하 0.75이하 0.040이하 - -
STS430J1L 0.025이하 0.03이하 16.0~20 - 1이하 1이하 0.040이하 - 0.3~0.80
STS434 0.12이하 0.03이하 16.0~18 - 1이하 1이하 0.040이하 0.75~1.25 -
STS436L 0.025이하 0.03이하 16.0~19 - 1이하 1이하 0.040이하 0.75~1.25 -
STS436J1L 0.025이하 0.03이하 17.0~20 - 1이하 1이하 0.040이하 0.40~0.80 -
STS444 0.025이하 0.03이하 17.0~20 - 1이하 1이하 0.040이하 1.75~2.5 -
STS447J1 0.010이하 0.03이하 28.5~32 - 0.40이하 0.40이하 0.030이하 1.5~2.5 -
STSXM27 0.010이하 0.02이하 25.0~27.5 - 0.40이하 0.40이하 0.030이하 0.75~1.5 -
STS403 0.15이하 0.03이하 11.5~13.5 - 1이하 1이하 0.040이하 - -
STS410 0.15이하 0.03이하 11.5~13.5 - 1이하 1이하 0.040이하 - -
STS410S 0.08이하 0.03이하 11.5~13.5 - 1이하 1이하 0.040이하 - -
STS420J1 0.16~0.25 0.03이하 12.0~14 - 1이하 1이하 0.040이하 - -
STS420J2 0.16~0.40 0.03이하 12.0~14 - 1이하 1이하 0.040이하 - -
STS429J1 0.25~0.40 0.03이하 15.0~17 - 1이하 1이하 0.040이하 - -
STS440A 0.60~0.75 0.03이하 16.0~18 - 1이하 1이하 0.040이하 - -
STS630 0.07이하 0.03이하 15.0~17.5 3.0~5.0 1이하 1이하 0.040이하 - 3.0~5.0
STS631 0.09이하 0.03이하 16.0~18 6.5~7.75 1이하 1이하 0.040이하 - -

기계구조용 탄소강

기호 화학조성(%)
C Si Mn P S
SM 10C 0.08～0.13 0.15～0.35 0.30～0.60 0.030이하 0.035이하
SM 12C 0.10～0.15 0.15～0.35 0.30～0.60 0.030이하 0.035이하
SM 15C 0.13～0.18 0.15～0.35 0.30～0.60 0.030이하 0.035이하
SM 17C 0.15～0.20 0.15～0.35 0.30～0.60 0.030이하 0.035이하
SM 20C 0.18～0.23 0.15～0.35 0.30～0.60 0.030이하 0.035이하
SM 22C 0.20～0.25 0.15～0.35 0.30～0.60 0.030이하 0.035이하
SM 25C 0.22～0.28 0.15～0.35 0.30～0.60 0.030이하 0.035이하
SM 28C 0.25～0.31 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 30C 0.27～0.33 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 33C 0.30～0.36 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 35C 0.32～0.38 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 38C 0.35～0.41 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 40C 0.37～0.43 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 43C 0.40～0.46 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 45C 0.42～0.48 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 48C 0.45～0.51 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 50C 0.47～0.53 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 53C 0.50～0.56 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 55C 0.52～0.58 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 58C 0.55～0.61 0.15～0.35 0.60～0.90 0.030이하 0.035이하
SM 9CK 0.07～0.12 0.10～0.35 0.30～0.60 0.025이하 0.025이하
SM 15CK 0.13～0.18 0.15～0.35 0.30～0.60 0.025이하 0.025이하
SM 20CK 0.18～0.23 0.15～0.35 0.30～0.60 0.025이하 0.025이하

초경초경합금강

강종기호 W Co Ti Ta C
P01 30~78 4~8 10~40 0~25 7~13
P10 50~80 4~9 8~20 0~20 7~10
P20 60~83 5~10 5~15 0~15 6~9
P30 70~84 6~12 3~12 0~12 6~8
P40 65~85 7~15 2~10 0~10 6~8
P50 60~83 9~20 2~8 0~8 5~7
M10 70~86 4~9 3~11 0~11 6~8
M20 70~86 5~11 2~10 0~10 5~8
M30 70~86 6~13 2~9 0~9 6~8
M40 65~85 8~20 1~7 0~7 5~7
K01 83~91 3~6 0~2 0~3 5~7
K10 84~90 4~7 0~1 0~2 5~6
K20 83~89 5~8 0~1 0~2 5~6
K30 81~88 6~11 0~1 0~2 5~6
K40 79~87 7~16 - - 5~6

알루미늄

명칭 화학성분(%)
Si Fe Cu Mn Mg Zn Cr Ti 기 타 Al
1060 0.25 0.35 0.05 0.03 0.03 0.05 - 0.03 ≥99.6
1100 1.0 1.0 0.05~0.20 0.05 - 0.10 - - 기 타 ≥99.0
2011 0.40 0.7 5.0~6.0 - - 0.30 - - Pb:0.20~0.6
Bi:0.20~0.6		 Remainder
2014 0.40 0.7 3.9~25.0 0.40~1.2 0.20~0.8 0.25 0.10 - Zr+Ti:0.20 Remainder
2024 0.5 0.5 3.8~4.9 0.30~0.9 1.2~1.8 0.25 0.10 - Zr+Ti:0.20 Remainder
2219 0.20 0.30 5.8~6.8 0.20~0.40 0.02 0.10 - 0.02~0.10 V:0.05~0.15
Zr:0.10~0.25		 Remainder
3003 0.6 0.7 0.05~0.20 1.0~1.5 - 0.10 - - Remainder
3004 0.30 0.7 0.25 1.0~1.5 0.8~1.3 0.25 - - Remainder
3005 0.6 0.7 0.30 1.0~1.5 0.20~0.6 0.25 0.10 0.10 Remainder
4032 11.0~13.5 1.0 0.50~1.3 - 0.8~1.3 0.25 0.10 - Ni:0.5~1.3 Remainder
4043 4.5~6.0 0.8 0.03 0.05 0.05 0.10 - 0.20 Remainder
5005 0.30 0.70 0.20 0.20 0.5~1.1 0.25 0.10 - Remainder
5052 0.25 0.40 0.10 0.10 2.2~2.8 0.10 1.15~0.35 - Remainder
5083 0.40 0.40 0.10 0.40~1.0 4.0~4.9 0.25 0.05~0.25 0.15 Remainder
5082 0.20 0.35 0.15 0.15 4.0~5.0 0.25 0.15 0.10 Remainder
6061 0.40~0.8 0.7 0.15~0.40 0.15 0.8~1.2 0.25 0.04~0.35 0.15 Remainder
6063 0.20~0.6 0.35 0.10 0.10 0.45~0.9 0.10 0.10 0.10 Remainder
6N01 0.40~0.9 0.35 0.35 0.50 0.40~0.8 0.25 0.30 0.10 Remainder
6951 0.20~0.50 0.8 0.15~0.40 0.10 0.40~0.8 0.20 - - Remainder
7003 0.30 0.35 0.20 0.30 0.50~1.0 5.0~6.5 0.20 0.20 Zr:0.05~0.25 Remainder
7072 0.7 - 0.10 0.10 0.10 0.8~1.3 - -Ti Remainder
7075 0.40 0.5 1.2~2.0 0.30 2.1~2.9 5.1~6.1 0.18~0.35 - Zr+Ti:0.25 Remainder
7N01 0.30 0.35 0.20 0.20~0.7 1.0~2.0 4.0~5.0 0.30 0.20 Zr:0.25
V:0.10		 Remainder
종류 기호 화학성분 (化學成分, %)
Cu Zn Pb Sn Al Fe
황동주물 1종 YBsC1 83.0 ~ 88.0 Rest 0.5 ↓ Sn, Al, Fe 의 합계는 1.0 ↓
황동주물 2종 YBsC2 65.0 ~ 70.0 Rest 0.5 ~ 3.0 1.0 ↓ 0.5 ↓ 0.8 ↓
황동주물 3종 HBsC3 60.0 ~ 65.0 Rest 0.5 ~ 3.0 1.0 ↓ 0.5 ↓ 0.8 ↓

【2】 청동

종류 기호 화학성분 (化學成分, %)
Cu Sn Zn Pb 불순물
청동 1종 BC1 79.0 ~ 83.0 2.0 ~ 4.0 8.0 ~ 12.0 3.0 ~ 7.0 2.0 ↓
청동 2종 BC2 86.0 ~ 90.0 7.0 ~ 9.0 3.0 ~ 5.0 1.0 ↓ 1.0 ↓
청동 3종 BC3 86.5 ~ 89.5 9.0 ~ 11.0 1.0 ~ 3.0 1.0 ↓ 1.0 ↓
청동 6종 BC6 82.0 ~ 87.0 4.0 ~ 6.0 4.0 ~ 7.0 4.0 ~ 6.0 2.0 ↓
청동 7종 BC7 86.0 ~ 90.0 5.0 ~ 7.0 3.0 ~ 5.0 1.0 ~ 3.0 1.5 ↓

【3】 인 청동

종류 별형(別型) 기호 화학성분 (化學成分, %)
Cu Sn P 불순물
인청동 2종 사형(砂型) PBC2A 87.0 ~ 91. 0 9.0~12.0 0.05 ~ 0.20 1.0 ↓
금형(金型) PBC2B 0.15 ~ 0.50 1.0 ↓
인청동 3종 금형(金型) PBC3 84.0 ~ 88. 0 12.0~15.0 0.15 ~ 0.50 1.0 ↓

땜납 솔더 Spec

구분 조 성
Sn Pb Ag Cu Sb Bi Ni Zn Fe Al Cd As
크림솔더 (Sn-70Pb-3.0Sb) 26.5 ~27.5 REM Max. 0.01 Max. 0.05 2.7~3.3 Max. 0.1 Max. 0.01 Max. 0.001 Max. 0.02 Max. 0.001 Max. 0.002 Max. 0.03
바솔더 Sn-3.0Ag-0.5Ag REM Max. 0.09 2.9 ~3.1 0.45 ~0.55 Max. 0.05 Max. 0.1 Max. 0.01 Max. 0.001 Max. 0.02 Max. 0.001 Max. 0.002 Max. 0.03
와이어솔더 (Sn-70Pb-3.0Sb) 26.5 ~27.5 REM Max. 0.01 Max. 0.05 2.7 ~3.3 Max. 0.1 Max. 0.01 Max. 0.001 Max. 0.02 Max. 0.001 Max. 0.002 Max. 0.03
와이어솔더 Sn-3.0Ag-0.5Cu REM Max. 0.09 2.9 ~3.1 0.45 ~0.55 Max. 0.05 Max. 0.1 Max. 0.01 Max. 0.001 Max. 0.02 Max. 0.001 Max. 0.002 Max. 0.03
와이어솔더 Sn-40Pb REM 39.5 ~40.5 Max. 0.01 Max. 0.05 Max. 0.05 Max. 0.1 Max. 0.01 Max. 0.001 Max. 0.02 Max. 0.001 Max. 0.002 Max. 0.03

● 무기재료(파우더)에 대한 순수물질 분석 예제

XRD 분석은 물질의 내부 미세구조를 밝혀내는데 매우 유용한 분석법으로서 다음과 같이 활용된다.

  • 순수 물질의 결정상 구조 확인용
  • 혼합물 정성, 정량분석

[지르코늄 산화물 주성분인 파우더 (ZrO2)]

● 구조 분석

Conditions for XRD Analysis

Descriptions Conditions
X-ray Cu Kα, 40 kV, 30 mA
Goniometer theta-theta
Slit condition Anti-scatter slit : 1°, Divergence slit : 1/2°
Scan speed 2°θ/min
Scan range 2θ = 10° ~ 90°

[X-ray Diffractometer (XRD)]

● 성분 분석

Conditions for WD-XRF Analysis

Descriptions Conditions
X-ray Rh target (4 kW, 60 kV, 150 mA)
X-ray Filter Ni400
Possible Atoms 4Be ~ 92U
Detector Heavy element : SC, Light element : F-PC
Crystal 10 Crystals, Automatic Mechanism

Wavelength Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer (WD-XRF)

성분 분석결과

Test Descriptions Results (%)
ZrO2 95.86
HfO2 1.93
SiO2 0.06
Fe2O3 0.04
PbO2 0.04
Al2O3 0.01
Loss Ignition 2.03

분석결과 요약

XRD에서 지르코늄 산화물(ZrO2) 확인되었고 WD-XRF을 이용하여 정성 분석한 결과, Hf, Si, Fe, Pb, Al 등 5 원소가 확인되었다.