ASTM A108은 엄격한 공차, 신뢰할 수 있는 가공성, 일관된 기계적 성능이 요구되는 냉간 가공 탄소 및 합금강 바에 사용되는 주요 미국 규격으로, 일반적으로 사용되는 많은 등급(1010 → 1144 및 기타 명칭)을 포괄하고 다양한 열처리 조건을 지원하며 일반 엔지니어링에서 샤프트, 패스너, 액슬, 스핀들 및 회전 부품에 업계가 선택하는 표준 규격입니다. 올바른 A108 등급과 조건을 선택하면 대량 제조 또는 일회성 정밀 부품을 위한 강도, 기계 가공성 및 마감의 예측 가능한 균형을 맞출 수 있습니다.
ASTM A108 커버란?
ASTM A108은 다음과 같은 요구 사항을 정의하는 사양입니다. 냉간 가공 탄소 및 합금강 바 직선 길이와 코일로 생산됩니다. 주요 목적은 열처리, 완제품으로 가공 또는 샤프트 및 이와 유사한 건축용도의 완제품 상태로 사용하기에 적합한 표준 품질의 봉강을 제공하는 것입니다. 이 문서에서는 화학 성분 한도를 설정하고, 숫자 지정으로 등급을 식별하며(대부분 공통 AISI/SAE 번호와 일치), 필수 테스트 및 승인 기준을 정의합니다.
간략한 역사 및 현재 버전
ASTM A108은 20세기 초에 처음 채택된 오랜 역사를 가지고 있으며 주기적으로 개정되고 있습니다. 가장 최근 승인된 버전은 2024년(A108-24)에 발표되었으며, 냉간 가공 철근에 대한 핵심 적용 범위를 유지하면서 설명 및 편집 업데이트를 반영했습니다. 구매자와 엔지니어는 모호성을 피하기 위해 구매 주문서에 전체 명칭과 연도(예: "ASTM A108-24")를 인용해야 합니다.
A108의 구성 방법: 성적, 번호 및 등가물
A108에는 일반적으로 다음과 같은 익숙한 AISI/SAE 번호로 표시되는 많은 등급이 나열되어 있습니다. 1010, 1018, 1020, 1045, 1060, 1117, 1144, 12L14, 1215 등으로 구분됩니다. 각 등급에는 조성 제한과 경우에 따라 일반적인 기계적 특성 또는 열처리 지침이 명시되어 있습니다. 많은 공급업체와 밀에서는 기계공과 설계자가 재료를 쉽게 선택할 수 있도록 A108 등급과 함께 동등한 AISI 또는 SAE 지정을 참조합니다. 공급업체 카탈로그는 종종 A108 등급을 시중에서 판매되는 봉강 제품에 매핑합니다.
공통 A108 등급 → 동급
참고: "동등"은 일반적으로 사용되는 상호 참조 지정을 의미합니다. 항상 해당 애플리케이션의 화학적 한계와 기계적 특성을 확인하세요.
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A108 등급 1018
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일반적인 지정입니다: AISI/SAE 1018, UNS G10180. A108 냉간 마감 1018로 널리 공급됩니다.
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A108 등급 1045
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일반적인 지정입니다: AISI/SAE 1045, UNS G10450. 유럽에서 흔히 볼 수 있습니다: EN C45 / 1.0503 (C45).
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A108 등급 1117
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일반적인 지정입니다: AISI/SAE 1117, UNS G11170. 많은 ASTM/SAE 사양(예: A29, A576)에서 상호 참조됩니다.
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A108 등급 1215
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일반적인 지정입니다: AISI/SAE 1215 (재황 처리된 자유 가공 탄소강). A108 목록에도 표시됩니다.
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A108 등급 4140 (A108에서 합금 옵션으로 호출되는 경우)
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일반적인 지정입니다: AISI/SAE 4140 (크롬-몰리브덴 합금강). 유럽 등가물: 다양한 EN 1.7225 등(세부 사항 확인).
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일반적인 화학 성분
참고: 아래의 구성 범위는 대표적인 것이며, 최종 승인 여부는 구매 주문서에 인용된 ASTM A108 버전과 공급업체의 테스트 인증서에 따라 결정됩니다.
표 1 - 일반적인 A108 등급의 대표적인 화학물질 범위(wt %)
| 등급(A108/일반 AISI) | C(탄소) | Mn(망간) | Si(실리콘) | P(최대) | S(최대) | 특별 참고 사항 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1010 | 0.08-0.13 | 0.30-0.60 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | 저탄소, 우수한 성형성 |
| 1018 | 0.15-0.20 | 0.60-0.90 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | 범용 가공용 강재 |
| 1020 | 0.18-0.23 | 0.30-0.60 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | 1018보다 약간 강함 |
| 1045 | 0.42-0.50 | 0.60-0.90 | 0.15-0.35 | 0.04 | 0.05 | 더 높은 강도를 위한 중간 탄소 |
| 1117 | 0.12-0.18 | 0.60-0.90 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | 뛰어난 가공성을 위한 리드형 변형 |
| 1144 | 0.40-0.50 | 0.60-1.00 | 0.15-0.35 | 0.04 | 0.05 | 자유로운 가공, 회전 상태에서의 높은 강도. |
| 12L14 | 0.10-0.15 | 0.60-1.00 | ≤0.10 | 0.04 | 0.06 | 리드, 고속 선삭을 위한 탁월한 칩 제어. |
통역: 딥 드로잉, 절곡 및 중간 정도의 가공에는 저탄소(1010/1018), 열처리 후 더 높은 코어 강도 또는 경도가 필요한 부품에는 중탄소(1045), 생산성이 높은 선삭 작업에는 납 재종(1117/1144/12L14)을 선택합니다.
(출처: ASTM A108 성분표 및 일반 재료 데이터시트).
기계적 특성 및 열처리 조건
기계적 특성은 등급 및 상태(어닐링, 정규화, 담금질 및 템퍼링, 선삭/연마)에 따라 크게 달라집니다. A108 커버 표준 품질 냉간 마감 바를 사용하며 등급별로 다양한 마감 및 열처리를 허용합니다.
표 2 - 일반적인 기계적 범위
| 등급 | 조건 | 인장 강도(ksi/MPa) | 수율(0.2% 오프셋)(ksi/MPa) | 연신율 (%) |
|---|---|---|---|---|
| 1018 | 회전, 어닐링 | 60-75 ksi(415-520 MPa) | ~48-60 ksi(330-415 MPa) | 15-20% |
| 1045 | 정규화 | 80-110 ksi(550-760 MPa) | 60-90ksi(415-620MPa) | 10-16% |
| 1144 | 전환, 스트레스 해소 | 90-130 ksi(620-900 MPa) | 70-110 ksi(480-760 MPa) | 8-14% |
| 12L14 | 회전, 어닐링 | 70-110 ksi(480-760 MPa) | 50-90 ksi(345-620 MPa) | 10-16% |
참고:
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위의 값은 일반적인 밀 데이터이며 열처리 및 단면 크기에 따라 달라질 수 있습니다. 설계 시에는 항상 비열 번호와 연결된 공급업체 테스트 보고서(밀 테스트 인증서)를 사용하세요.
치수 공차, 표면 마감 및 사용 가능한 형태
A108은 냉간 가공 봉강(원형, 정사각형, 육각, 평면)의 공차를 정의하고 도면에 선삭, 연마 또는 광택 마감 처리를 지정할 수 있도록 허용합니다. 냉간 마감은 열간 압연 바에 비해 치수를 더욱 정밀하게 제어하고 표면 무결성을 향상시킵니다.
일반적인 양식:
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직선 길이(길이에 맞게 잘라내기).
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코일형 냉간 가공 바(일부 등급의 경우).
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베어링 및 샤프트 애플리케이션을 위한 선삭, 연마 및 연마 봉재입니다.
공차 등급은 공급업체 카탈로그에 자주 인용되며, 꼭 맞는 맞춤이 필요한 경우 주문서에 마감 및 공차 등급(예: "±0.002인치로 회전 및 연마")을 명시합니다. McMaster 및 주요 유통업체는 A108 품목의 재고 크기와 공차를 나열합니다.
제조 경로 및 품질 관리
A108 냉간 가공 바의 일반적인 생산 단계:
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열간 가공 빌릿 생산 (용융, 주조, 열간 압연).
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콜드 피니싱 드로잉, 냉간 압연 또는 선삭 가공을 통해 치수와 표면 마감을 구현합니다.
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열처리 (학년에 따라 필요한 경우).
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테스트 - 화학 분석, 인장 시험, 경도 검사, 때로는 중요 부품에 대한 PMI(양성 물질 식별) 또는 초음파 검사도 실시합니다.
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밀 테스트 보고서(MTR) 각 로트에 첨부하여 지정된 ASTM A108 버전을 준수함을 문서화합니다.
구매자는 중요한 구조적 구성 요소에 대해 전체 MTR과 필요한 경우 제3자 검사 또는 증인 테스트를 요구해야 합니다.
일반적인 애플리케이션 및 선택 규칙
A108 바는 자동차, 농기계, 일반 엔지니어링, 동력 전달(샤프트, 핀), 패스너, 툴링 맨드릴 등의 산업에 사용됩니다. 선택 규칙:
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처리량이 많은 선삭 작업의 경우 자유 가공 재종(1117, 1144, 12L14)을 선택하십시오.
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더 높은 코어 강도 또는 케이스 경화가 필요한 부품의 경우 1045 또는 그 이상의 탄소 변형을 사용하고 열처리를 지정합니다.
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엄격한 동심도와 마감 처리가 필요한 샤프트의 경우, 회전 및 연마 마감과 적절한 공차 밴드를 지정합니다.
사례 노트: 한 제조업체는 터닝 커플링을 1018에서 1144로 전환하여 칩 제어가 개선되고 공구 마모가 줄어들어 부품당 22%의 사이클 시간을 절약했는데, 이는 소재 선택이 제조 경제성에 미치는 영향을 보여주는 사례입니다.
제작, 가공, 용접 및 표면 마무리
가공: 저합금, 저탄소 재종은 쉽게 가공할 수 있으며, 납 재종은 우수한 칩 제어와 높은 이송 속도를 제공합니다. 툴링 선택: 고속을 위한 카바이드 인서트, 소규모 공장에서 사용할 수 있는 HSS.
용접: 많은 A108 강종은 용접이 가능하지만 탄소 함량이 증가하면 용접성이 떨어질 수 있습니다(예: 1045). 두꺼운 섹션이나 중요한 애플리케이션의 경우 예열, 인터패스 제어 및 용접 후 열처리가 필요할 수 있습니다.
표면 처리: 일반적인 처리에는 질화, 침탄(중간 탄소 등급), 인산염 처리 및 부식 방지를 위한 다양한 도금 또는 도장 시스템이 포함됩니다.
검사, 인증 및 추적성 모범 사례
항상 요청하세요:
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전체 밀 테스트 보고서(화학 분석 및 기계적 테스트).
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각 번들 또는 조각의 열 번호 추적성.
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엄격한 허용 오차가 주문된 경우 치수 검사 보고서를 작성합니다.
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PO에 인용된 ASTM 버전과 일치하는 인증서 개정.
안전이 중요한 부품의 경우 제3자 검사 또는 비파괴 검사(NDT) 조항을 계약에 추가하세요.
조달 체크리스트 및 주문 예시
체크리스트:
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ASTM 지정 및 연도(예: ASTM A108-24).
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등급(예: 1018, AISI/SAE 번호).
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상태 및 마감(회전, 연마, 광택).
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열처리(어닐링, 정규화, 템퍼링).
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수량, 길이 및 허용 오차 범위.
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검사 요구 사항(MTR, NDT, 증인 테스트).
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포장 및 배송 지침
주문 예시:
"ASTM A108-24, 1045 등급, 냉간 가공된 선형 및 연마 봉강, 직경 1.25인치 ±0.002인치, 길이 300mm ±5mm, 정규화 조건, 열수당 MTR, 2,000개 공급."
배송, 보관 및 취급 지침
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부식을 방지하기 위해 건조하고 통풍이 잘 되는 곳에 보관하세요.
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해외 배송의 경우 종이 포장 또는 부식 방지제를 사용하여 회전/연마된 표면을 보호하세요.
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등급 및 열 번호별로 번들에 라벨을 부착하여 추적성을 유지하세요.
상호 참조 및 대체 지침
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ASTM A29 열간 가공된 바를 다루며 열간 압연 스톡이 허용되는 경우에 자주 사용됩니다. A108은 일반적으로 냉간 가공에 더 가까운 허용 오차를 제공합니다.
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유럽 등가물: EN 표준은 열거 방식이 다르므로 모든 A108 등급에 대해 직접적인 일대일 등가물이 존재하지 않을 수 있습니다. 대체할 경우 화학적 및 기계적 특성을 일치시키고 PO에 동등성을 문서화하세요.
실용적인 선택 매트릭스(표)
표 3 - 빠른 선택 매트릭스
| 요구 사항 | 일반적인 A108 등급 | 왜 |
|---|---|---|
| 높은 가공성, 짧은 사이클 시간 | 12L14, 1117, 1144 | 납 재종은 공구 마모를 줄이고 칩 파손을 개선합니다. |
| 더 높은 코어 강도, 열처리 가능 | 1045, 1060 | 중간 탄소, 담금질/온도 조절에 반응합니다. |
| 저탄소, 우수한 성형성 | 1010, 1018 | 더 쉬운 성형 및 용접. |
| 엄격한 치수 공차, 베어링 마감 처리 | 1018 또는 1045 회전 및 접지 | 콜드 피니싱은 표면 무결성과 동심도를 제공합니다. |
프로덕션 엔지니어의 실용적인 팁
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생산량을 늘릴 때는 1018~1144 사이의 공구 수명을 비교 시험해 보십시오. 때로는 약간 높은 재료비가 낮은 가공 비용으로 상쇄되는 경우도 있습니다.
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소량의 정밀 샤프트 배치의 경우, 회전 및 연삭을 지정하고 표면 거칠기 목표(예: Ra ≤ 0.8µm)가 필요합니다.
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부품을 도금할 경우 최종 열처리 후 접착력 테스트를 실행하여 코팅 호환성을 확인합니다.
빠른 참조를 위한 표
표 4 - 환봉 및 연삭 A108 라운드 바의 대표적인 공차 밴드
| 공칭 직경(인치) | 일반적인 허용 오차(회전 및 접지) |
|---|---|
| 0.125 - 0.500 | ±0.001-0.003인치 |
| 0.501 - 1.000 | ±0.002-0.004인치 |
| 1.001 - 2.000 | ±0.003-0.005인치 |
(정확한 허용 오차 범위는 공급업체에 확인하거나 표준의 A108 허용 오차 표를 참조하세요.)
일반적인 함정과 이를 피하는 방법
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함정: 에디션 연도 없이 "A108"을 주문합니다. 수정: 항상 연도를 포함하세요(예: A108-24).
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함정: 선삭 및 연마 제품과 열연 바의 특성이 동일하다고 가정합니다. 수정: 마감 및 허용 오차 등급을 지정합니다.
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함정: MTR 요구 사항 생략. 수정: 각 로트에 대해 MTR을 필수로 설정합니다.
자주 묻는 질문
1. ASTM A108과 ASTM A29의 주요 차이점은 무엇인가요?
A108 커버 냉간 마감 더 엄격한 공차 및 마감 처리된 바, A29는 열간 가공된 바 및 일반적인 요구 사항을 다룹니다. PO에 표준 버전을 인용하세요.
2. A108 등급을 열처리할 수 있나요?
많은 A108 등급이 열처리를 허용하며, 중간 탄소 등급이 가장 잘 반응합니다. 밀에 확인하여 원하는 열처리 공정을 순서대로 지정하세요.
3. 납 등급은 구조 부품에 적합한가요?
납 재종은 가공성은 향상되지만 인성을 감소시킬 수 있으므로 안전이 중요하거나 피로에 민감한 구조물에는 피해야 합니다. 선삭 가공된 비구조용 부품에 사용하십시오.
4. 자재 추적성은 어떻게 보장하나요?
열 번호가 포함된 MTR(밀 테스트 보고서)을 요청하고 공급업체에 번들에 열 번호와 등급을 표시하도록 요구합니다. 계약서에 추적성 조항을 포함하세요.
5. 정밀 베어링에는 어떤 마감재를 주문해야 하나요?
지정된 표면 거칠기(예: Ra ≤ 0.8 µm)와 런아웃 허용 오차로 연마 및 연삭합니다. 샘플 승인을 통해 확인합니다.
6. A108 소재는 배송 후 냉간 성형이 가능한가요?
저탄소 등급(1010, 1018)은 구부려서 성형할 수 있지만, 중간 탄소 등급은 연성이 낮아 어닐링하지 않고도 균열이 생길 수 있습니다.
7. 1045 등급은 카부라이징을 허용하나요?
예. 1045는 섹션 크기와 사이클 파라미터가 제어되는 경우 케이스 경화에 일반적으로 선택됩니다. 항상 후처리 검사를 지정하세요.
8. A108 등급과 동등한 EN 등급이 있나요?
정확한 범용 일대일 매핑은 존재하지 않으며, 화학적 및 기계적 특성을 일치시켜 EN 등급을 선택하고 대체물을 문서화합니다.
9. 수령 시 일반적으로 어떤 테스트가 진행되나요?
계약에서 요구하는 경우 육안, 치수, 인증서 교차 검사, 경도(스팟 검사) 및 샘플 인장 테스트를 실시합니다.
10. 부식을 방지하기 위해 바를 어떻게 보관해야 하나요?
건조한 실내 공간에 보관하고, 장기간 보관할 때는 VCI(휘발성 부식 억제제) 용지를 사용하며 콘크리트 바닥에 직접 닿지 않도록 주의하세요.
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