420 스테인리스강 열처리 가이드

열처리 부품용 420 스테인리스강이 필요하신가요?

아오보 스틸은 금형, 블레이드, 샤프트, 마모 부품 및 정밀 부품용 420 스테인리스강을 공급합니다. 대량 공급을 원하시면 필요한 크기, 수량 및 표면 상태를 알려주십시오.

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420 stainless steel is a hardenable martensitic stainless steel. After proper heat treatment, it typically reaches 46–52 HRC in working applications while maintaining useful wear resistance, polishability, and moderate corrosion resistance. Final performance depends on section size, quenching method, tempering temperature, furnace atmosphere, and the required application.

이 가이드는 예열, 오스테나이징, 담금질, 템퍼링 차트, 예상 경도, 일반적인 오류 및 용도별 열처리 지침을 포함하여 420 스테인리스강의 실제 열처리 공정을 설명합니다.

420 스테인리스강 열처리 공정 개요

420 스테인리스강의 최종 열처리 결과는 가열 온도, 유지 시간, 담금질 방법, 템퍼링 온도, 표면 보호 및 부품 형상에 따라 달라집니다.

Annealing is not part of the main hardening cycle. It is used when the material needs to be softened before machining, forming, or re-hardening. For 420 stainless steel, subcritical annealing may be carried out around 675–760°C / 1245–1400°F, while full annealing may be carried out around 830–885°C / 1525–1625°F, followed by controlled cooling.

420 스테인리스강의 단계별 열처리

420 스테인리스강의 주요 경화 공정은 예열, 오스테나이트화 및 담금질, 템퍼링의 세 단계로 구성됩니다. 세척 및 분위기 제어는 가열 전에 완료해야 하지만, 열처리 결과는 주로 이 세 단계에 의해 결정됩니다.

1단계: 420 스테인리스 스틸을 예열합니다.

예열은 강철이 오스테나이트화 온도에 도달하기 전에 발생하는 열 충격을 줄여줍니다. 이는 스테인리스강이 많은 탄소강이나 저합금강보다 열전도율이 느리기 때문에 중요합니다. 급속 가열은 표면과 내부 사이에 온도 차이를 발생시켜 변형이나 균열의 위험을 증가시킬 수 있습니다.

A common preheating temperature for 420 stainless steel is about 650°C (1200°F).

예열 전에 표면은 깨끗해야 합니다. 오일, 그리스 및 탄소 함유 잔류물을 제거해야 합니다. 우수한 연마성 또는 내식성이 요구되는 부품의 경우 진공, 중성 분위기 또는 중성 염욕에서 가열해야 합니다.

2단계: 420 스테인리스강의 오스테나이트화 및 담금질

After preheating, heat 420 steel to the common hardening temperature 954–1010°C / 1750–1850°F.

정확한 온도는 단면 크기, 용광로 상태, 제강업체 데이터 및 요구되는 최종 경도를 기준으로 선택해야 합니다. 최대 경도와 내식성이 요구되는 경우에는 범위의 상한값을 사용할 수 있지만, 과열은 결정립 성장, 변형 및 균열 위험을 증가시킬 수 있으므로 피해야 합니다.

일반적인 열처리 지침은 최대 단면 두께 1인치당 약 30분입니다. 목표는 단면 전체에 걸쳐 균일한 가열을 달성하는 것입니다. 과도한 열처리는 결과를 개선하지 못할 뿐 아니라 담금질 과정에서 부품의 안정성을 저하시킬 수 있습니다.

담근 후에는 부품을 급랭시켜야 합니다.

복잡한 형상의 경우 공기 담금질이 더 안전한 경우가 많습니다. 더 높은 경도가 요구되고 부품 형상이 더 가혹한 담금질을 견딜 수 있는 경우에는 오일 담금질을 사용할 수 있습니다.

냉각은 임계 온도 범위에서 충분히 빠르게 이루어져야 하며, 그렇지 않으면 결정립계에서 유해한 탄화물 석출이 발생할 수 있습니다. 냉각 속도가 느리면 내식성이 저하될 수 있습니다. 담금질 후에는 가능한 한 빨리 템퍼링 처리를 해야 합니다.

3단계: 420 스테인리스강 열처리

높은 경도, 내마모성, 연마성 및 내식성을 얻으려면 일반적으로 낮은 템퍼링 온도가 선호됩니다.

이중 템퍼링은 중요한 420 스테인리스강 부품에 자주 사용됩니다. 템퍼링 주기 사이에 부품을 실온으로 냉각해야 합니다. 이는 내부 응력을 완화하고 치수 안정성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

The range around 427–566°C / 800–1050°F should generally be avoided. Tempering in this range can reduce impact strength and corrosion resistance. If a softer, tougher condition is required, the tempering temperature is usually raised to about 593°C / 1100°F or higher, with a clear acceptance of lower hardness.

420 스테인리스강 열처리 차트

The work-hardness of heat-treated 420 stainless steel is typically around 46–52 HRC. Final hardness depends on austenitizing temperature, quenching speed, tempering temperature, section size, and steel condition.

아래 표는 실제 참고 자료로 사용해야 하며, 최종 경도 값을 보장하는 자료로 간주해서는 안 됩니다.

50 HRC 이상의 경도와 우수한 내식성이 요구되는 용도에는 저온 템퍼링이 일반적으로 더 안전한 선택입니다. 이는 플라스틱 금형, 절삭 공구, 마모 부품, 연마 부품 및 부식에 노출되는 부품에 흔히 사용됩니다.

420 스테인리스강 열처리 시 흔히 발생하는 실수

420 스테인리스강의 열처리 문제 대부분은 공정 관리 부실에서 비롯됩니다. 가장 흔한 결함으로는 변형, 균열, 경도 부족, 표면 품질 저하, 내식성 감소 및 인성 손실 등이 있습니다.

심각한 실수 중 하나는 모든 부품에 오일 담금질을 사용하는 것입니다. 오일 담금질은 경화 반응을 향상시킬 수 있지만, 변형 및 균열 발생 위험도 증가시킵니다. 복잡하거나 불규칙한 부품의 경우, 공기 담금질이 더 안전한 선택인 경우가 많습니다.

흔히 저지르는 또 다른 실수는 내식성을 고려하지 않고 인성을 향상시키기 위해 고온 템퍼링 처리를 하는 것입니다. 420 스테인리스강의 경우, 고온 템퍼링은 경도를 감소시키고 내식성을 저하시킬 수 있습니다. 높은 경도와 내식성이 모두 요구되는 경우에는 저온 템퍼링이 일반적으로 선호됩니다.

The most important risk zone is 427–566°C (800–1050°F). This range should not be used casually. If the part needs higher toughness, the process should be designed around 593°C / 1100°F or above, with the understanding that hardness will drop.

420 스테인리스강의 용도별 열처리 방향

420 스테인리스강의 기본 경화 공정은 여러 용도에서 유사하지만, 템퍼링 온도는 요구되는 성능에 따라 조정해야 합니다.

플라스틱 금형에는 경도, 연마성 및 내식성이 우수한 420 스테인리스강이 자주 사용됩니다. 이 경우 저온 템퍼링이 일반적으로 선호됩니다. 고온 템퍼링도 기계적 특성은 유지할 수 있지만 내식성이 저하될 수 있습니다.

칼날이나 마모 부품의 경우, 경도와 날 유지력이 주요 목표입니다. 일반적으로 낮은 템퍼링 온도가 사용됩니다. 하지만 사용 중 부품에 균열이나 파손이 발생할 경우, 단순히 경도를 높이는 것만으로는 해결책이 될 수 없습니다. 담금질 방법, 템퍼링 온도, 부품 설계, 그리고 사용 하중 등을 종합적으로 검토해야 합니다.

축, 기어, 롤러 및 하중을 받는 기계 부품의 경우 최대 경도를 목표로 하는 것이 최선의 선택이 아닐 수 있습니다. 이러한 부품에는 경도와 인성의 균형이 더 중요할 수 있습니다. 열처리는 단순히 가능한 최고 HRC 값에 맞추는 것이 아니라 실제 하중 조건에 맞춰야 합니다.