4Cr13 스테인리스강은 중국 표준에서 40Cr13 또는 SM4Cr13으로 자주 표기되며, 마르텐사이트계 스테인리스강으로 분류됩니다. 명칭의 "4"는 일반적으로 약 0.4%의 탄소 함량을 나타냅니다.
4Cr13강은 가공성이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스강입니다. 높은 강도와 내마모성을 갖추고 있으며, 증기, 약산성 유기산, 묽은 황산, 탄산염에 대한 내식성 또한 탁월합니다. 우수한 연마 성능 덕분에 고하중, 고마모, 부식성 환경에 노출되는 투명 및 불투명 플라스틱 제품 금형 제작에 적합합니다. 적용 분야로는 광학 렌즈(부식성), 수지 제품, 첨가제가 포함된 수지 제품 금형 등이 있습니다. 이 강은 모든 플라스틱 금형 제작에 권장됩니다. 특히 부식성 아세트산염을 함유한 사출 성형 재료용 금형과 같이 내식성 및 방청성이 요구되는 금형, 표면 조도가 낮은 금형, 우수한 인성과 연성을 요구하는 복잡한 금형, 높은 투명도가 요구되는 대형 플라스틱 금형 등 까다로운 환경에 적합합니다.
1. 구성(YB/T 094—1997)
| C | 시 | 망 | 크 | S | P |
| 0.36 ~ 0.45 | ≤0.60 | ≤0.80 | 12.00 ~ 14.00 | ≤0.030 | ≤0.030 |
2. 4Cr13 스테인리스강의 물리적 특성
2.1 임계 온도
| 임계점 | Ac1 | AC3 | 여사 |
| 온도 (°C) | 820 | 1100 | 270 |
2.2 선팽창 계수
| 온도 (°C) | 20 ~ 100 | 20 ~ 200 | 20 ~ 300 | 20 ~ 400 | 20 ~ 500 |
| α (x 10⁻⁶/°C) | 10.5 | 11.0 | 11.0 | 11.5 | 12.0 |
2.3 열전도율
| 온도 (°C) | 20 | 200 | 400 | 600 |
| λ [W/(m·K)] | 27.6 | 28.8 | 28.8 | 28.4 |
2.4 탄성 계수
| 온도 (°C) | 20 | 400 | 500 | 600 |
| E (MPa) | 210000 ~ 223500 | 197000 | 185000 | 174000 |
2.5 전기 저항률
| 온도 (°C) | 20 | 100 |
| ρ (x 10⁻⁶ Ω·m) | 0.55 | 0.65 |
2.6 기타 물리적 특성
| 밀도 (g/cm³) | 비열 용량 cₚ (20°C) / [J/(kg·K)] |
|---|---|
| 7.7 | 459.8 |
3. 4Cr13 스테인리스강 단조 공정
| 난방 | 초기 단조 온도(°C) | 최종 단조 온도 (°C) | 냉각 |
| 800°C까지 천천히 가열한 다음 1200°C까지 빠르게 가열합니다. | 1160 ~ 1200 | ≥850 | 재나 모래 속에서 시원하게. |
메모: 단조 후 즉시 담금질을 해야 합니다.
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4. 4Cr13 스테인리스강의 열처리
4.1 예열
| 예비 열처리 계획 | 가열 온도/°C | 냉각 방식 | 경도 HBW |
| 단조 후 열처리 | 750 ~ 800 | 용광로를 500°C까지 냉각한 후 공랭합니다. | ≤217 |
| 응력 완화 어닐링 | 650°C에서 2시간 동안 담그세요 | 500°C까지 천천히 냉각한 후 자연 냉각합니다. | — |
4.2 담금질
| 담금질 온도/°C | 냉각 방식 | 경도 HRC |
| 1000 ~ 1050 | 오일 냉각 | 52 ~ 55 |
4.3 템퍼링
| 템퍼링 온도/°C | 냉각 방식 | 경도 HRC |
| 200 ~ 300 | 공랭식 | 50 ~ 53 |
담금질 온도와 경도의 관계
| 템퍼링 온도/°C | 담금질 후 | 200 | 300 | 400 | 500 | 550 | 600 | 650 |
| 경도 HRC | 54 | 53 | 52 | 51 | 50 | 44 | 33 | 28 |
5. 4Cr13 스테인리스강의 기계적 특성
5.1 다양한 온도에서 4Cr13강의 기계적 특성
| 기계적 특성 | 실온 | 200°C | 300°C | 400°C | 500°C | 600°C |
| 인장 강도(R)m)/MPa | 1125 | 960 | 915 | 790 | 525 | 310 |
| 항복강도(R)엘자)/MPa | 905 | 820 | 720 | 680 | 470 | 260 |
| 신장(A)/% | 11 | 10.5 | 10 | 11.5 | 19 | 20 |
| 면적 감소(Z)/% | 32 | 40 | 39 | 45 | 75 | 82 |
| 충격 인성(a)k)/(J/cm²) | 10 | 50 | 70 | 71 | 80 | 105 |
메모: 1050°C 공랭, 650°C에서 3시간 열처리.
5.2 상온에서의 기계적 특성
| 열처리 | 인장 강도(R)m)/MPa | 항복강도(R)엘자)/MPa | 신장(A)/% | 면적 감소(Z)/% | 경도 HRC | 어닐링 후 경도 HBW |
| 1050~1100°C 오일 담금질, 200~300°C 템퍼링 | 1140 | 910 | 12.5 | 32 | 50세 이상 | ≤229 |
| 1050°C 공랭, 600°C 3시간 템퍼링, 860°C 어닐링 | 480 ~ 560 | 20 ~ 25 | 50 ~ 67 | 143 ~ 229 |
5.3 고온 인장 특성
| 열처리 | 시험 온도/°C | 인장 강도(R)m)/MPa | 항복강도(R)엘자)/MPa | 신장(A)/% |
| 1030°C 공랭식,<br>500°C 템퍼링 공랭 | 20 | 1800 ~ 1820 | 1630 ~ 1650 | 2.5 |
| 400 | 1660 ~ 1700 | 1450 ~ 1480 | 6 | |
| 450 | 1570 ~ 1600 | 1350 ~ 1420 | 5 ~ 6 | |
| 500 | 1310 ~ 1340 | 1250 ~ 1290 | 6.5 | |
| 1030°C 공랭식,<br>600°C 템퍼링 공랭 | 20 | 1130 ~ 1160 | 970 | 9.2 ~ 10 |
| 400 | 920 ~ 960 | 790 ~ 830 | 8.3 ~ 10 | |
| 450 | 800 ~ 820 | 620 ~ 650 | 10 ~ 12 | |
| 500 | 710 ~ 730 | 580 ~ 600 | 14.5 ~ 15 |
6. 응용 프로그램
- 금형이 소재는 플라스틱 금형, 특히 투명 및 불투명 플라스틱 제품 생산용 금형과 부식성 환경(예: 아세테이트와 같은 부식성 첨가제가 포함된 플라스틱 가공)에서 작동하는 금형에 널리 사용됩니다. 탁월한 연마 특성 덕분에 매우 매끄러운 표면이 요구되는 금형에 이상적입니다.
- 의료기기: 수술용 의료기기 부품.
- 주방용 칼다양한 종류의 칼에 사용할 수 있는 칼날.
- 기계 부품베어링, 밸브, 밸브 플레이트, 샤프트, 볼트, 스프링과 같이 높은 응력을 받고 마모되기 쉬운 부품에 사용됩니다.
- 측정 도구경화성이 높고 열처리 후 변형이 최소화되므로 자주 사용되는 측정 도구나 기준 게이지에도 적합한 소재입니다.
7. 동등 등급
• 국제 표준(ISO/TS 15510, EN 10088-1): X39Cr13(1.4031) 또는 X46Cr13(1.4034).
• 러시아(GOST): 40X13.
• 일본어(JIS): SUS420J2.
• 미국 (AISI/SAE/UNS)탄소 함량 차이로 인해 직접적인 동일성은 아니지만, 아이시 420 (S42000)이 자주 언급됩니다. AISI 420 스테인리스강 일반적으로 4Cr13에 비해 탄소 함량이 낮습니다.
자주 묻는 질문
네, 4Cr13은 특히 일반적인 용도에 적합한 훌륭한 칼날 강재입니다. 마르텐사이트계 스테인리스강으로 열처리를 통해 높은 경도를 얻을 수 있어 날 유지력이 뛰어납니다.
4Cr13은 식기류 제조에 흔히 사용되는 마르텐사이트계 스테인리스강입니다. 반면 D2는 금형 및 펀치 제작에 사용되는 고탄소, 고크롬 냉간 가공 공구강입니다. D2는 다량의 경질 탄화물을 함유하고 있어 4Cr13보다 경도와 내마모성이 높지만 인성은 낮습니다.
4Cr13강은 스테인리스강의 일종입니다. 그러나 많은 마르텐사이트계 스테인리스강과 마찬가지로, 탄소 함량과 열처리에 따라 내식성이 영향을 받습니다. 탄소가 크롬과 탄화물을 형성하는데, 이는 특정 조건이나 부적절한 유지 관리 시 부식을 유발할 수 있습니다.
4Cr13의 탄소 함량은 3Cr13보다 높기 때문에 열처리 후 4Cr13의 경도는 3Cr13보다 높습니다. 그러나 4Cr13의 높은 탄소 함량으로 인해 더 많은 크롬 원소가 탄화물에 결합될 수 있으므로 내식성은 3Cr13보다 약간 떨어질 수 있습니다.
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