S 시리즈 공구강

S 시리즈 공구강은 AISI 공구강 분류 체계에서 충격 저항성 그룹입니다. "S"라는 표시는 충격 저항성을 나타내며, 따라서 이 강재는 반복적인 충격, 갑작스러운 하중, 파손, 균열 또는 파괴에 노출되는 공구에 적합합니다.

고탄소 냉간 가공 공구강과는 달리, S 시리즈 강은 주로 최대의 내마모성을 위해 설계된 것이 아닙니다. 일반적으로 저탄소 범위와 더 강인한 열처리된 기지 구조를 사용하여 공구가 갑작스러운 파손 없이 충격 에너지를 흡수할 수 있도록 합니다.

대부분의 S 시리즈 강은 실리콘, 망간, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐 또는 바나듐의 조합으로 구성됩니다. 이러한 합금 원소는 경화성, 템퍼링 반응성, 강도, 인성 및 내열성을 제어합니다. 합금 구성이 등급별로 다르기 때문에 S1, S2, S5 및 S7은 열처리 및 사용 과정에서 매우 다른 거동을 보일 수 있습니다.

일반적인 S 시리즈 등급 중 S7은 높은 내충격성, 공기 경화 특성 및 우수한 치수 안정성을 모두 갖추고 있어 널리 사용됩니다. S5는 주로 고충격 공구에 사용됩니다. S1은 내충격성과 적당한 고온 경도가 필요할 때 선택할 수 있습니다. S2는 단단한 표면과 강인한 내부 구조가 필요한 특정 공구에 더욱 적합합니다.

일반적인 적용 분야로는 끌, 펀치, 전단날, 리벳 공구, 콘크리트 파쇄기, 성형 공구 및 일부 중온 작업용 공구가 있습니다.

S 시리즈 공구강이 내충격성에 사용되는 이유는 무엇일까요?

S 시리즈 공구강의 내충격성은 화학적 조성과 열처리된 미세구조에서 비롯됩니다.

탄소 함량은 일반적으로 0.40%에서 0.65% 사이입니다. 이 범위는 경화 및 템퍼링 후 강철이 높은 강도를 발휘하도록 하면서 크고 취성이 강한 탄화물의 형성을 제한합니다. 큰 탄화물은 내마모성을 향상시키지만 충격 하중을 받을 때 균열 발생 지점이 될 수도 있습니다.

합금 원소는 강철의 반응을 조절합니다. 실리콘은 템퍼링 저항성을 향상시키고, 크롬, 몰리브덴, 망간, 텅스텐, 바나듐은 등급에 따라 경화성, 강도, 고온 경도 또는 내마모성을 향상시킬 수 있습니다.

적절한 열처리를 거치면 S 시리즈 강은 미세한 탄화물을 함유한 강인한 마르텐사이트 구조를 형성합니다. 이러한 구조는 탄화물이 많이 함유된 구조보다 반복적인 충격을 흡수하는 데 더 적합합니다. 이것이 바로 S 시리즈 강이 충격 하중을 받는 공구에 사용되는 야금학적 이유입니다.

S 시리즈 공구강의 주요 특성

S 시리즈 공구강 vs D 시리즈 공구강

선택의 주요 차이점은 고장 모드입니다.

S 시리즈 공구강의 열처리

S 시리즈 공구강의 열처리 시에는 표면 탈탄, 흑연화, 담금질 균열 및 과도한 취성이라는 네 가지 위험 요소를 제어해야 합니다.

S 시리즈 강재는 대부분 실리콘을 함유하고 있습니다. 가열 과정에서 용광로 분위기가 좋지 않으면 표면 탈탄이 발생할 수 있습니다. 탈탄된 표면은 탄소를 잃어 중심부보다 강도가 약해집니다. 이로 인해 피로 강도, 모서리 강도 및 수명이 감소할 수 있습니다.

고실리콘강은 과열되거나 고온에서 장시간 유지될 경우 흑연화될 수 있습니다. 이는 강철 구조물을 손상시키고 사용 신뢰성을 저하시킵니다. 표면 품질이 중요한 경우에는 제어 분위기, 진공 또는 중성 염욕 가열이 바람직합니다.

일반적인 열처리 경로는 아래와 같습니다.

담금질 방식은 S 등급 간의 가장 큰 차이점 중 하나입니다.

S7은 일반적으로 공기 경화형 내충격성 공구강으로 취급됩니다. 치수 안정성이 뛰어나거나 복잡한 형상의 공구에 주로 사용됩니다. S5는 일반적으로 오일 담금질 처리됩니다. S2는 담금질 속도가 빠르기 때문에 열처리 위험도가 더 높은 경향이 있습니다.

담금질 후 즉시 템퍼링을 해야 합니다. 내충격성 공구강은 담금질된 상태 그대로 두어서는 안 됩니다. S 시리즈 강종 및 적용 분야 전반에 걸쳐 최종 가공 경도는 일반적으로 40~60 HRC 범위에 속합니다.

S 시리즈 공구강의 응용 분야

S 시리즈 공구강 선택 방법

S 시리즈 강재가 적합하다고 판단되면 다음 단계는 적절한 등급 방향을 선택하는 것입니다. 등급 선택은 치수 안정성, 담금질 방법, 단면 크기, 사용 온도 및 요구되는 표면 성능에 따라 달라집니다.

대부분의 일반적인 충격 방지 공구의 경우, S7 등급은 인성, 경화성 및 치수 안정성을 모두 갖추고 있어 평가 대상으로 가장 먼저 고려됩니다. S5 등급은 오일 경화가 허용되는 고하중 충격 공구에 여전히 유용합니다. S1 등급은 적당한 열간 경도 또는 표면 경화 옵션이 필요한 충격 저항성에 적합합니다. S2 등급은 담금질 요구 사항으로 인해 공구 설계의 복잡성이 제한되므로 더욱 신중하게 사용해야 합니다.