특수강 규격별 기호 · 열처리 공정 · 불량 대책 · 설계 용도 마스터 표-260606

[끼돌]

특수강 규격별 기호 · 열처리 공정 · 불량 대책 · 설계 용도 마스터 표
분류 [1, 2]	국가별 표준 규격 기호 (KS / JIS / ISO / AISI)	주요 용도 및 적용 부품 (Application)	1차 / 2차 예열 조건	본 담금질 (Quenching)	냉각 매체 및 제어법	뜨임 (Tempering) / 시효 (Aging) 조건	목표 경도 (HRC)	주요 불량 유형	불량 원인 및 현장 조치 대책 (Trouble Shooting)
기계 구조용	· KS: SM45C · JIS: S45C	· 일반 기계 축(Shaft), 핀, 키, 볼트	· 1차: 생략 가능	820 ~ 870℃	수냉 (수온 20~40℃)	550 ~ 650℃	20 ~ 30	담금질 크랙 및	· 원인: 수냉 시 과도한 변태 응력 발생.
	· ISO: C45E4 (또는 C45) · AISI: 1045	· 중하중을 받지 않는 기어 및 레바  고주파 경화용 가이드 록/롤러	· 2차: 생략 (필요시 550℃ 20분)	(두께 25mm당 30분)	또는 변형 방지 시 유냉	(1~2시간 유지) 후 수냉/ 냉 급냉	(고주파: 55+)	경도 얼룩 (연점)	· 대책: 수냉 3~5초 후 즉시 유냉(간헐 퀜칭) 또는 수용성 폴리머 냉각제 사용.
합금 구조용	· KS: SCM440 · JIS: SCM440	· 고강도 체결 볼트, 크랭크 축, 스핀들	· 1차: 550 ~ 600℃	830 ~ 880℃	유냉 (유온 50~80℃,	530 ~ 630℃	28 ~ 35	뜨임 취성에 의한	· 원인: 500℃ 부근 서냉 시 결정립계 불순물 편석.
	· ISO: 42CrMo4 · AISI: 4140	· 강한 비틀림을 받는 구동축 및 기어 · 고하중용 유압 실린더 부품	· 2차: 생략	(두께 25mm당 30분)	강력 교반 필수)	(2시간 유지) 후 유냉/수냉 급냉	(조질 상태)	충격 인성 저하	· 대책: 뜨임 완료 후 공냉하지 말고 유냉/수냉으로 취성 구간을 급속 통과시킬 것.
냉간 금형용	· KS: STD11 · JIS: SKD11	· 프레스 블랭킹/포밍 금형 및 펀치	· 1차: 550 ~ 650℃	1000 ~ 1040℃	진공 가스 냉각	150 ~ 200℃ (저온)	58 ~ 62	치수 왜곡(팽창) 및	· 원인: 잔류 오스테나이트 존재로 인한 치수 변화.
	· ISO: X153CrMoV12 · AISI: D2 · USE: P20 계열	· 슬리터 날, 전조 다이스, 게이지 종류 · 내마모성이 극도로 요구되는 가이드핀	· 2차: 800 ~ 850℃ (각 30분 유지)	(두께 25mm당 25분)	(5~10 bar N₂) 또는 열욕(180℃)	또는 520 ~ 540℃ (고온) 최소 2회 반복 (각 2시간)		방전 가공 후 균열	· 대책: 담금질 후 즉시 서브제로(심랭) 처리(-70℃ 이하) 시행, 와이어 방전 전 고온 뜨임 필수.
열간 금형용	· KS: STD61 · JIS: SKD61	· 알루미늄/아연 다이캐스팅 금형	· 1차: 550 ~ 600℃	1000 ~ 1030℃	진공 압가스 냉각	550 ~ 650℃	45 ~ 53	표면 탈탄 및	· 원인: 대기노 노출 시 표면 탄소 소실, 뜨임 부족.
	· ISO: X40CrMoV5-1 · AISI: H13 - USE: 5155	· 플라스틱 사출 금형 코어 (경면성 우수) · 열간 압출 다이스, 열간 단조 금형	· 2차: 820 ~ 850℃ (각 30~40분 유지)	(두께 25mm당 30분)	또는 열욕(500℃ 분급)	(고온 뜨임) 최소 2~3회 반복		조기 열피로 크랙 (Heat Check)	· 대책: 반드시 진공도 10⁻² Torr 이상의 진공로 사용, 고온 뜨임을 최소 2~3회 정밀 실시.
고속도 공구강	· KS: SKH51	· 드릴, 엔드밀, 브로치, 호브 등 절삭공구	· 1차: 550 ~ 650℃	1200 ~ 1240℃	염욕(Salt Bath)	540 ~ 570℃	63 ~ 65	결정립 조대화(과열)	· 원인: 1200℃ 이상 초고온에서 유지 시간 초과.
	· JIS: SKH51	· 고속·고부하 프레스 펀치 및 다이핀	· 2차: 850 ~ 900℃	(mm당 10~15초	또는 고압 가스 냉각	(경화 변태용)		및 연마 균열	· 대책: 본 가열 유지 시간을 초 단위로 정밀 제어, 잔류 조직 변태를 위해 3~4회 연속 뜨임 엄수.
	· ISO: HS6-5-2	· 냉간 헤더 다이스 등 강한 충격 부품	(각 30~40분 유지)	매우 짧게 유지)		3 ~ 4회 반복 필수
	· AISI: M2
합금 공구강	· KS: SKS3 · JIS: SKS3	· 나사 가공용 탭(Tap), 다이스(Dies)	· 1차: 550 ~ 600℃	800 ~ 850℃	유냉 (유온 60~80℃,	150 ~ 200℃	60 ~ 62	질량 효과에 의한	· 원인: 경화능 합금 원소 부족으로 내부 냉각 지연.
	· ISO: 105WCr6  · AISI: O1	· 소롯트(소량생산) 냉간 프레스 금형  리머, 게이지, 전단기 소형 칼날	· 2차: 생략	(두께 25mm당 30분)	수분 차단 필수)	(1.5~2시간 유지) 후 공냉		중심부 경도 부족	· 대책: 유냉 시 교반을 극대화하고, 부품 두께가 30~40mm를 초과하면 STD11 등으로 강종 변경.
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마르텐자이트계 스테인리스강	· KS: STS420J2	· 내식성 소형 샤프트, 핀, 밸브 시트	· 1차: 750 ~ 800℃	950 ~ 1020℃	유냉 또는	150 ~ 400℃	48 ~ 54	내식성 저하 및	· 원인: 450~550℃ 뜨임 시 크롬 탄화물 석출로 크롬 결핍 지역 발생 (예민화 현상).
	· JIS: SUS420J2	· 식품 가공 기계용 칼날, 의료용 기구	· 2차: 생략	(두께 25mm당 30분)	강제 공냉 (진공로)	(저온 뜨임 1~2시간)		열처리 후 균열	· 대책: 400℃ 이하에서 저온 뜨임하여 조직 내 내식성을 유지할 것.
	· ISO: X30Cr13	· 플라스틱 사출 부식성 수지용 금형 코어				※500℃ 부근 회피
	· AISI: 420
석출 경화계 스테인리스강	· KS: STS630	· 고강도·고내식 샤프트, 펌프 임펠러	· 고용화 처리:	고용화 후 공냉	가공 후 H900 시효 처리:	시효 열처리로 대체	40 ~ 47	시효 처리 후	· 원인: 시효 온도 및 유지 시간 불충분으로 미세 조직 내 구리(Cu) 화합물 불균일 석출.
	· JIS: SUS630	· 항공우주 및 해양 장비 고하중 부품	1020~1060℃	(제조사 공급 상태)	470~490℃에서	(담금질/뜨임 공정 없음)		충격치 급감 (취성)	· 대책: 정밀 분위기 노에서 정해진 시효 열처리 시간 표준 준수.
	· ISO: X5CrNiCuNb16-4	· 변형이 극도로 제한되는 정밀 부품	(급냉 후 출하됨)		1~4시간 유지 후 공냉
	· AISI: 630 (17-4PH)
고탄소 크롬 베어링강	· KS: STB2	· 볼 베어링, 롤러 베어링, 볼스크류	· 1차: 550 ~ 650℃	820 ~ 860℃	유냉 (유온 60~80℃,	150 ~ 200℃	60 ~ 64	연마 균열 (Grinding Crack)	· 원인: 담금질 후 잔류 오스테나이트가 많이 남아 연마 가공 열 충격으로 미세 크랙 발생.
	· JIS: SUJ2	· 정밀 가이드 핀, 공작기계 주축 스핀들	· 2차: 생략	(두께 25mm당 30분)	점도 관리 필수)	(저온 뜨임 1~2시간)		및 구름 피로 수명 저하	· 대책: 담금질 직후 서브제로(-70℃)를 수행하거나 뜨임 시 충분한 유지 시간 확보.
	· ISO: 100Cr6	· 내마모성과 구름 피로 강도가 필요한 부품				※잔류 조직 안정화
	· AISI: 52100
프리하든강 조질강	· KS: KP4 (포스코/세아)	· 플라스틱 사출 금형 베이스 및 코어	열처리 생략	없음	없음	없음	30 ~ 42	가공 후 휨 변형	· 원인: 강재 내부의 압연 잔류 응력이 가공(밀링, 와이어 방전) 과정에서 해제되며 변형 발생.
	· JIS: HP4 (두산) / NAK80 계열	· 추가 열처리 없이 가공 후 바로 쓰는 부품	(HRC 30~40 수준으로	(가공 후 바로 조립)	(용접 보수 시에만	(가공 스트레스 제거 시	(공급 상태)	및 공구 마모 심화	· 대책: 대량 황삭 가공 후 550~600℃에서 응력제거(SR) 열처리를 거친 후 정삭 가공할 것.
	· ISO: 3Cr2Mo (P20 계열)	· 가공 후 치수 변형이 없어야 하는 정밀 판재	제철소에서 열처리되어 공급)		국부 응력제거 뜨임)	550~600℃ SR 열처리)
	· AISI: P21 (NAK80 대등)
실리콘 망간 스프링강	· KS: SPS5	· 판스프링, 코일스프링, 토션 바	· 1차: 550 ~ 600℃	830 ~ 870℃	유냉 (유온 50~70℃)	430 ~ 520℃	40 ~ 48	탈탄에 의한 피로 수명 저하	· 원인: Si(규소) 성분 특성상 고온 가열 시 표면 탄소가 산소와 쉽게 반응해 손실됨.
	· JIS: SUP9	· 반복적인 충격과 동적 하중을 받는 부품	· 2차: 생략	(탈탄 방지를 위해		(고온 뜨임 후		및 뜨임 취성 크랙	· 대책: 분위기 제어 노(Rx 가스 등)를 사용하고 뜨임 후 반드시 급랭하여 취성 방지.
	· ISO: 55Cr3	· 고탄성 및 고항복점이 요구되는 구조재		대기 노출 최소화)		수냉 또는 유냉 급냉)
	· AISI: 5155