SCM415, SCM420, SCM440 세 강종은 탄소 함량과 열처리 방식에서 명확히 구분됩니다. SCM415(탄소 0.13-0.18%)와 SCM420(0.18-0.23%)은 침탄 열처리를 통해 표면 경도를 높이는 표면강화용 강재이고, SCM440(0.38-0.43%)은 QT(담금질·뜨임) 열처리로 심부까지 강도를 올리는 중·고탄소 합금강입니다. 실무에서는 동일 가격 대비 기계적 성질이 약 10% 높은 SCM420이 SCM415를 대체하는 추세이며, SCM440은 축과 볼트류 같은 고강도 부품에 가장 널리 쓰입니다.
SCM415 / SCM420 / SCM440, 이름이 의미하는 것
강종명은 단순히 형태(환봉·철판·파이프 등)를 뜻하는 것이 아니라 화학성분 함량을 기준으로 분류합니다.
- S: Steel
- C: 크롬(Cr)
- M: 몰리브덴(Mo)
- 4: 크롬 함량 0.8-1.4%, 몰리브덴 함량 0.15-0.3%를 의미하는 SCM 강재의 구분 규격
- 15·20·40: 함유 탄소량의 중간치 × 100 (예: 40이면 탄소 함량 0.40% 기준)
따라서 SCM415는 탄소 0.15% 내외, SCM420은 0.20% 내외, SCM440은 0.40% 내외의 탄소를 함유한 크롬몰리브덴 합금강입니다.
탄소 함량에 따라 달라지는 열처리와 용도
SCM415와 SCM420 침탄 열처리가 기본
두 강종 모두 저탄소 합금강으로, 일반 QT 열처리만으로는 경화 효과가 미미합니다. 대신 침탄 열처리를 통해 표면의 탄소 농도를 높인 후 담금질하여 내마모성을 극대화하고, 내부는 인성을 유지해 충격을 흡수하도록 설계합니다.
- SCM415: 침탄용 강재의 기본형.
- SCM420: SCM415와 동일한 용도로 호환 가능하지만, 기계적 성질이 약 10% 더 높아 최근에는 SCM415보다 SCM420을 더 많이 사용합니다. 특히 소입성보증강(H-Band)인 SCM420(H) 강재의 효율이 더 좋아 산업기계 분야에서 선호도가 높아지고 있습니다.
SCM440 QT 열처리가 기본
SCM440은 중·고탄소 합금강으로, 침탄 열처리보다는 QT 열처리로 심부까지 강도를 균일하게 올리는 데 목적이 있습니다. 탄소 함량이 높아 QT 열처리 시 심부와 표면의 경도 차이가 크지 않습니다.
실무에서의 대표 열처리별 경도 범위는 아래와 같습니다.
| 열처리 방식 | 예상 경도 범위 |
|---|---|
| QT 열처리 | HB 285-352 (HRC 30-38) |
| 고주파 열처리 | HRC 55-60 |
| 질화 열처리 | 유저 요청에 따라 변동 |
| 침탄 열처리 | 크랙 위험 높아 권장하지 않음 |
SCM440에 침탄 열처리를 적용하는 사례가 간혹 있지만, 크랙 발생 확률이 매우 높아 실무에서는 피하는 것이 일반적입니다.
현장에서 바로 쓰는 경도·인장강도 비교 차트
아래 수치는 KS D 3867 규격이 개정되기 이전 기준으로, 현재 공식 규격에서는 기계적 성질이 명시되어 있지 않습니다. 다만 많은 현장에서 협의 기준으로 여전히 사용하고 있으므로 참고용으로 활용하시기 바랍니다.
| 항목 | SCM415 | SCM420 | SCM440 |
|---|---|---|---|
| 탄소 함량(%) | 0.13-0.18 | 0.18-0.23 | 0.38-0.43 |
| 주요 열처리 | 침탄 | 침탄 | QT |
| 인장강도(N/㎟) | 830 이상 (침탄 후) | 880 이상 (침탄 후) | 980 이상 (QT 후) |
| 항복점(N/㎟) | 685 이상 | 735 이상 | 835 이상 |
| 연신률(%) | 16 이상 | 15 이상 | 12 이상 |
| 경도(HRC, 열처리 전) | 약 15-18 | 약 16-20 | 약 18-21 |
| 경도(열처리 후, 대표값) | 침탄면: HRC 58-62 | 침탄면: HRC 58-62 | QT: HRC 30-38 |
SCM440의 열처리 전 원소재 경도는 평균 HRC 18-21 정도로 나타나지만, 상황에 따라 편차가 있을 수 있어 정확한 수치는 아닙니다.
강재를 구하지 못할 때, 호환 가능한 대체 강종 찾는 법
실무에서 원하는 강종 수급이 어려울 때는 다음 두 가지 기준으로 대체 강종을 검토합니다.
- 열처리 방법이 같은 강종을 선택
- 침탄이 필요한 부품 → 침탄용 강재(SCM415, SCM420 계열)
-
QT가 필요한 부품 → QT용 강재(SCM440, SNCM440 계열)
-
강종명 뒤 숫자 두 자리가 동일하거나 비슷한 강재를 우선 검토
- 예: SCM420을 구하지 못할 때 → SNCM420으로 대체 가능. 단, 가격 차이가 있을 수 있으므로 예산을 확인해야 함.
국가별 호환 강종 규격은 아래와 같습니다.
| KS (대한민국) | JIS (일본) | DIN (독일) | AISI/SAE (미국) |
|---|---|---|---|
| SCM415 | SCM415 | — | 4118 |
| SCM420 | SCM420 | — | 4120 |
| SCM440 | SCM440 | 42CrMo4 | 4140 |
실무에서 자주 묻는 질문
Q. SCM440을 SM45C 대신 써도 되나요?
두 강종은 호환 사용이 가능하다고 알려져 있지만, SCM440(합금강)은 SM45C(탄소강)보다 가격이 훨씬 비쌉니다. 실무에서는 특별한 이유가 없다면 원래 설계된 강종을 그대로 사용하는 것이 비용 면에서 유리합니다.
Q. SCM440 용접이 가능한가요?
탄소와 크롬 등 합금 원소 함량이 높아 용접용으로 적합하지 않습니다. 충분한 예열을 하면 용접 자체는 가능하지만, 굳이 용접용으로 사용할 만큼 저렴한 강종이 아니므로 다른 용접용 강재를 검토하는 것이 좋습니다.
Q. SCM415와 SCM420 중 어떤 것을 선택해야 하나요?
동일한 용도(침탄용)라면 SCM415보다 기계적 성질이 약 10% 높은 SCM420을 우선 고려합니다. 가격 차이가 거의 없으면서 더 높은 강도를 얻을 수 있기 때문입니다. 다만 설계 기준이 SCM415로 명시되어 있다면 변경 전에 반드시 협의가 필요합니다.