철강재

내마모강이란? 주요 강종과 사용처 소개

liwu6688 2025. 7. 8. 09:35

내마모강의 개념과 필요성

내마모강(Wear-Resistant Steel)은 말 그대로 마모에 강한 특성을 가진 철강재를 말합니다. 마모란 기계적 접촉, 마찰, 충돌, 충격 등에 의해 재료 표면이 점진적으로 깎이거나 손상되는 현상으로, 산업 현장에서 가장 흔하면서도 제품 수명에 치명적인 영향을 미치는 문제입니다.
특히 채석장, 광산, 건설현장, 철강 공정, 시멘트 산업, 물류 이송 설비 등에서는 자갈, 모래, 철광석, 슬래그, 석탄 등 마모성 입자와 반복 접촉이 발생하므로 내마모강이 반드시 필요합니다.


일반 구조용 강재는 일정 수준 이상의 하중과 충격에는 견디지만, 지속적인 마찰이나 반복 접촉에는 빠르게 마모되어 교체 주기가 짧아지고 유지비가 증가합니다. 이에 반해 내마모강은 높은 경도(Hardness)와 균일한 조직을 갖추어 마모에 대한 저항성을 극대화합니다.
내마모강은 강도와 인성의 균형을 바탕으로 마모를 줄이고 장비 수명을 연장시킴으로써, 산업 전반의 효율성과 경제성을 크게 향상시키는 핵심 소재로 주목받고 있습니다.

 

내마모강은 산업 전반의 효율성과 경제성을 크게 향상시키는 소재이다.

내마모강의 주요 성능 요소

내마모강은 단순히 ‘단단한 철’이 아니라, 다양한 기계적 특성이 유기적으로 조화를 이루는 고기능 철강재입니다. 아래는 내마모강의 주요 특성입니다.

  • 경도(Hardness): 내마모 성능의 핵심 지표로, HB(Hardness Brinell)로 측정됩니다. 일반 구조용 강의 경도는 약 150250HB 수준이지만, 내마모강은 400600HB에 이릅니다. 예: HARDOX 400, 500, 600
  • 인성(Toughness): 단단하다고 해서 쉽게 깨지면 안 됩니다. 충격하중에 견디는 인성은 작업 현장에서 내구성 확보에 필수적입니다.
  • 균일한 마이크로스트럭처: 마르텐사이트계 조직 또는 미세한 페라이트-세멘타이트 혼합 조직을 갖는 경우가 많으며, 이로 인해 높은 경도와 피로 저항성을 확보합니다.
  • 용접성 및 가공성: 경도가 높을수록 가공은 어려워지지만, 현대 내마모강은 고급 열처리 기술로 절단성과 용접성도 개선되어 현장 대응성이 높습니다.
  • 마찰 계수와 표면 마감 특성: 일부 고급 내마모강은 코팅이나 표면 개질을 통해 이송 저항을 줄이거나 점착 방지 기능도 부여됩니다.

결국 내마모강은 마모저항, 인성, 경도, 내충격성을 동시에 만족시켜야 하며, 이를 위해 첨단 합금 설계와 열처리 기술이 접목됩니다.

 

대표적인 내마모강 강종 소개

 

시장에는 수많은 내마모강 제품이 존재하지만, 대표적인 강종은 아래와 같습니다:

  • HARDOX 시리즈(스웨덴 SSAB사): 세계적으로 가장 유명한 내마모강 브랜드로, 숫자가 높을수록 경도와 내마모성이 강해집니다.
    • HARDOX 400: 범용 내마모강. 트럭 적재함, 크러셔 라이너, 버켓 바닥 등에 사용.
    • HARDOX 500: 중하중 작업용. 광산 설비, 드럼, 믹서, 해머 등에 사용.
    • HARDOX 600, Extreme: 고마모 환경 전용. 충격보다는 순수 마모 저항성이 우수.
  • JFE-EH 시리즈(일본 JFE Steel): JFE-EH400/500은 아시아 시장에서 많이 사용되며, 경도와 인성의 균형이 뛰어남.
  • DILLIDUR(독일 Dillinger사): 유럽계 고강도 내마모강으로 두께 범위가 다양하고 대형 설비에 적합.
  • SUMIHARD(Nippon Steel): 경량 설비나 중형 건설장비에 적합. 성형성과 절단성이 우수함.
  • Domex, Abrazo, Quard: 중소 브랜드이지만 우수한 물성을 가진 강종으로, 선택 폭이 넓음.

이들 강종은 대부분 표준 두께 3mm~100mm 이상, 강도 1000MPa 이상, 경도 400HB 이상으로, 사용 용도에 따라 적절한 강종을 선택하는 것이 중요합니다.

 

산업별 내마모강 활용 사례

 

내마모강은 다양한 산업의 장비 및 구조물에 적용되어 마모로 인한 유지보수 비용을 크게 줄입니다.

  • 광산 및 채석 산업: 트럭 적재함 라이너, 버켓, 스크린, 컨베이어 슈트 등에 HARDOX 500~600 사용.
  • 건설 및 중장비: 굴삭기 버켓, 로더 바닥, 크러셔 라이너, 해머링 부품 등에 HARDOX 400~500 사용.
  • 시멘트 및 제철 산업: 로터, 혼합기, 사이클론 라이너, 슬래그 처리 장비에 고경도 내마모강 사용.
  • 농기계/목재 산업: 블레이드, 해머 밀, 절삭날 등에 중경도 내마모강 사용.
  • 재활용/폐기물 처리 산업: 파쇄기 블레이드, 분류기 내벽 등 마찰이 많은 부품에 적용.
  • 운송 및 차량: 트레일러 바닥, 덤프트럭 상판 등에 경량 내마모강이 사용되며, 구조와 마모 성능을 동시에 확보함.

산업 현장에서는 내마모강을 통해 교체 주기를 연장하고 장비 가동률을 높여 생산성 향상 및 유지비 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

 

내마모강 선택 시 고려사항 및 트렌드

 

내마모강을 선택할 때는 단순히 경도만 볼 것이 아니라 전체 작업 환경과 수명주기 비용(TCO: Total Cost of Ownership)을 고려해야 합니다.

  • 작업 환경 분석: 마모 유형(슬라이딩/임팩트), 온도, 습도, 입자 크기, 마찰 빈도 등
  • 기계적 요구조건: 굽힘성, 절단성, 용접성 필요 여부
  • 두께와 형상: 대형 구조물에는 절단성과 조립성이 중요한 요소
  • 경제성: 높은 경도의 제품은 수명은 길지만 가공비용이 높을 수 있음
  • 공급 안정성: 브랜드별로 리드타임과 국내 공급망 차이가 있어 실무 적용 시 유의해야 함

최근에는 친환경 설계와 경량화 수요에 따라, 고강도·경량 내마모강 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 일부 제품은 레이저 절단, CNC 가공, 표면 코팅과의 복합 사용도 증가하는 추세입니다.

 

내마모강은 ‘철이 닳지 않게 하는 기술’이자, ‘장비의 수명을 늘리는 경제적 선택’입니다. 산업 현장에서는 철강의 물성에 대한 깊은 이해를 바탕으로, 조건에 맞는 내마모강을 선택하고, 가공·설계 단계에서부터 마모를 제어하는 것이 중요합니다. 결국 이는 생산성 향상, 유지보수 효율, 그리고 기업의 경쟁력으로 연결되는 핵심 요소입니다.