1. 탄소강의 분류
탄소강을 분류하는 여러 방법 중에, 탄소강 속에 함유되어 있는 '불순물의 양'에 따라 분류하는 방법 입니다.
1-1. 림드강, 킬드강, 세미 킬드강
(i)림드강(rimmed steel)
우리들이 사용하고 있는 강（鋼）은용광로（鎔鑛爐）에서 직접 만든 강이 아닙니다. 철광석을 용광로에서 용해하여 만든철（鐵）을 선철（銑鐵， pig iron）이라고 합니다.
이 선철（銑鐵）과 고철（古鐵）을 제강로（製鋼爐）에 넣고 한 번 더 용해하면서, 탄소량을 조정한다든가 또는 불순물을 제거하기 위하여 여러 종류의 첨가물을 넣습니다. 이와 같은 작업을＇제강（製鋼）＇이라고하며， 비로소 강(steel)' 이 만들어지게 됩니다.
강（鋼）의 원료가 되는 선철（銑鐵）이나 고철 속에는 과잉의 탄소나 산소 등 여러 종류의 불순물이 다량으로 함유되어 있습니다. 제강하는 과정에서 이와 같은 불순물을 제거하여 사용 목적에 알맞은 강을 제조하게 됩니다.
제강된 액체 상태의 강을 주형（鑄型）에 넣고 응고합니다. 이와 같은 형태의 강（鋼）을 잉고트（ingot，鋼塊）라고 하며，이 잉고트를 사용하여 여러종류의 제품을 만들게 됩니다.
제강하는 과정에서 불순물과 기포를 얼마나 제거하였는가에 따라 림드강, 킬드강, 세미 킬드강이 정해지게 됩니다.
리밍작용 (rimming action)
불순물을 제거하는 과정부터 살펴보도록 하겠습니다.
예를 들면 강속에 있는산소를 제거하기 위하여 망간(Mn)을 첨가하면 탄소와 산소가 결합하여 가스가 생기게 됩니다. 이 반응이 왕성하게 일어나면 CO가스가 격렬하게 발생하면서 쇳물이 끊는 것처럼 보이는데 이현상을 '리밍작용(rimming action)' 이라고 합니다.
강속에 CO가스의 일부가 남아있는상태에서 강（鋼）이 응고하면, CO가스는 같이 기포（氣泡，blow hole)를 만들게 됩니다. 기포뿐만 아니라 다른 불순물들도 잉고트 속에 균일하게 분산되어 있는 것이 아니라 위치에 따라 다르게 분포되어 있습니다. 즉, 잉고트 표면 부근에는 거의 없으나 중심부로 갈수록 불순물이 많이 모여서 잉고트의 중심부는 표면보다7~8배나 많은 불순물이 모여 있게 됩니다.
이와 같이 기포（氣泡）가 많고 불순물이 불균일하게 분포해 있는 강을 '림드강(rimmed steel)' 이라고 합니다. 림드강으로는 고급 제품을 만들 수 없으나, 값이 싸기 때문에 주로 ＇일반 구조용 강（一般 構造用 鋼）＇으로 많이 사용하곤 합니다.
(ii) 킬드강(killed steel)
제강하는 과정에서 Si나 Mn 등을 사용하여 산소를 충분히 제거한 강을 킬드강(killed steel)이라고 합니다.
강속에 기포와 불순물이 림드강보다 매우 적게 함유되어 있으므로 림드강보다 품질이 매우 우수합니다. 또한 열처리나 절삭 가공을 하여도 좋은 강이므로 중요한 기계부품을 만드는 ＇기계 구조용 강（機械 構造用 鋼）＇으로 널리 사용되고 있습니다.
(iii) 세미 킬드강 (semi-killed steel)
세미 킬드강은 림드강과 킬드강의 중간 정도로 불순물을 제거한 강 입니다. 기포도 림드강과 킬드강의 중간 정도이며, 여러 가지 성질과 가격도 중간입니. 세미 킬드강도 주로 '일반 구조용강（一般 構造用 鋼）＇으로 사용되고 있습니다.
2. 탄소강의 종류
실제로 현장에서는 KS에서 정한 탄소강들을 사용 하고 있습니다. KS에서 정한 다음과 같은 3 종류의 탄소강에 대하여 생각해 보도록 하겠습니다.
탄소강의 종류 3가지
i） 일반 구조용 압연 강재 （一般構造用壓延 鋼材）
ii） 기계 구조용 탄소강재（機械 構造用炭素鋼材）
iii）탄소 공구강재（高炭素 工具鋼材）
i ） 일반 구조용 압연 강재 （一般 構造用 壓延 鋼材）
우리나라의 공업 규격(KS)에서는 일반 구조용 압연강재를 4 종류의 SS 강재（鋼材）로 정하고 있습니다.
강재 기호인 SS란 Steel(강), Strength(강도)의 약자이고, SS 뒤에 오는 숫자는 최저 인장 강도(kg/mm)를 의미합니다. 예를 들면 'SS 34'란 인장 강도가 34kg/m이상인 일반 구조용 강재란 뜻입니다.
이 강재들은 인장 강도만으로 강의 종류를 분류한 것 으로써, SS 55 강재 이외에는 탄소량과 망간(Mn)의양이 정해져있지 않습니다. 다만 적열 취성과 저온 취성의 원인이 되는 유황(S)과 인(P)의 최대 허용량만을 법으로 정하고 있습니다.
이 SS 재는 림드강(SS 34)과 세미 킬드강(SS 41, SS50, SS 55)으로 제작되었기 때문에 값이 싼 편입니다.
강 속에 존재하는 산소가 충분히 제거되지 않은 강 이고, 제품의 표면은 순철에 가까우나, 내부는 유황(S) 과인(P)등 불순물이 많이 모여있습니다. 이와 같이 화학성분이 불균일하게 분포되어 있기 때문에 고급 재료로는 사용할 수 없습니다.
SS 34는 용접과 가공이 용이하지만 강도가 약합니다. SS 50과 SS 55는 강하지만 용접하기가 어렵습니다. 그러므로 SS 41을 가장 많이 사용하고 있습니다.
SS 강재는 압연하여 강판（鋼板），형강（形鋼），봉강（棒鋼）등으로 제조되어 건축, 조선,다리, 철도차량 등에 사용되고 있습니다. SS 강재는 열처리하여 사용하는 재료로는 적합하지 않습니다.
ii) 기계 구조용 탄소 강재 (SM-C 강)
탄소강을 담금질하면 탄소량이 많아짐에 따라 경도가 증가하게 됩니다. 즉 탄소량이0.6%까지는 탄소량이많을수록 담금질 경도가 급속히증가 하지만, 0.6%이상은 경도가 거의 변하지 않습니다.
이와 같이 탄소량이 0.6%인 점을 기준으로 하여 경도의 변화가 매우 다르게 됩니다. 그러므로 이 점(0.6% C)을 중심으로 하여 탄소량이 0.6% 이하인 탄소량을 기계구조용 탄소 강재(SM-C강), 0.6% 이상인 탄소강을 탄소공구 강재(STC강)라고 합니다.
기계 구조용탄소강재를기호로는 SM-C로나타내며, SM과 C 사이에 있는 숫자는 평균탄소량을 표시하게 됩니다. 예를들면 SM20C란 탄소량이 0.2 에서 0.23% 이내에 있으므로, 평균해서 탄소가 0.2%인 기계 구조용 강재란 뜻 입니다.
KS에서 정한 기계 구조용 강재는 23종류(3 중류는 침탄 용강)가 있습니다. 기계 구조용 강재인 킬드강을 열간 압연 또는 열간 단조한 것 이므로 일반 구조용 강재에 비하여 다소 비싸지만 품질이 우수하다는 장점이 있습니다. 절삭 가공을 하거나 열처리를 하여 기계적 성질을 향상시킬 수 있으므로 기계 부품의 주요 재료로 사용되고 있습니다.
iii) 탄소 공구 강재 (STC 재)
바이트와 드릴 등의 절삭공구， 게이지（gauge）， 치구（置具，jig），금형 등에 사용하는 공구용 강재는 경도가 더 높아야 합니다. 이런용도에 고탄소공구강 재가 사용되고 있습니다. KS에는 7 종류의 탄소 공구 강재가 정해져 있으며, 탄소량이 0.6%~1.5% 사이의' 킬드강' 입니다.
STC 7종은 탄소량이 0.60~0.70인 아공석강이므로 대부분의 펼라이트 속에 약간의 페라이트가 혼합되어있고, STC 6종은 공석강으로써 거의 대부분 펄라이트 조직으로 되어 있습니다. STC 5종에서 STC 1종으로 갈수록 탄소량이 많아지는 과공석강이므로 펄라이트와 시멘타이트의 혼합 조직입니다.
STC 강재들은 이런 조직으로 되어 있으므로 탄소량이 적은 공구강들은 인성（靷性）이 필요한 공구에，탄소량이 많은 공구강들은 절삭 능력, 경도, 내마모성이 요구되는 공구에 사용되게 됩니다.
STC 강재들은 합금 공구강이나 고속도 공구강등 다른 공구강에 비하여 성능이 떨어지나， 값이 싸므로 저급（低級）의 용도에 널리 사용되고 있습니다.