P20 공구강 열처리

P20의 두 가지 열처리 경로

P20은 크롬과 몰리브덴을 함유한 플라스틱 금형강이며, 시장에서 판매되는 물량은 이미 사용 경도 상태로 출하됩니다. 그러나 두 가지 상황에서는 여전히 이 강종을 열처리로에 넣습니다. 어닐링 또는 단조 상태로 입고된 블록은 그 사용 경도에 도달하기 위해 경화 및 템퍼링을 해야 하며, 금형 표면은 내마모성을 갖추면서 블록 본체는 인성을 유지해야 하는 경우 침탄 처리합니다. 이 강종의 참고 카드는 두 경로를 모두 다루며, 아래 표는 카드에 제시된 순서를 따릅니다.

이 페이지의 수치는 사양서가 아니라 현장 참고서의 한 카드에서 가져온 것이므로 작업 레시피로 읽힙니다. 경화 온도와 템퍼링 반응은 어닐링 또는 단조 상태에서 직접 경화한 P20 단면을 설명합니다. 그 아래의 침탄 블록은 자체 오스테나이트화 온도, 자체 냉각 단계 및 침탄층과 심부에 대한 자체 경도 표를 가진 별도의 경로입니다.

P20의 화학 성분

참고 카드에 기재된 원소, 퍼센트

출처, P20 열처리 참고 정보, 인쇄 페이지 195.

탄소, 망간, 규소, 크롬 및 몰리브덴은 카드에 수치와 함께 기재된 다섯 원소입니다. 바나듐, 텅스텐, 코발트 및 황은 카드에 수치 없이 나타나며 0으로 표시하는 대신 표에서 제외했습니다. 모든 수치는 사양 범위가 아닌 단일 값입니다.

크롬 1.65%와 탄소 0.30%는 P20의 사용 경도와 내마모성을 결정하는 두 수치이며, 몰리브덴 0.40%는 오일 담금질이 금형 블록 전체에 도달할 수 있게 하는 경화능을 담당합니다. 망간과 규소는 각각 0.75%와 0.50%로 탈산 및 고용체 첨가 원소입니다. 카드에는 바나듐, 텅스텐, 코발트 및 황이 수치 없이 기재되어 있으며, 해당 행은 0으로 인쇄하는 대신 표에서 제외했습니다. 표의 조성 데이터는 일반 참고용일 뿐이며 실제 값은 표준, 제강소 및 히트 번호에 따라 달라지므로 해당 히트의 재료 시험 성적서와 대조하여 확인하거나 Aobo Steel에 문의하십시오.

어닐링 상태에서의 P20 경화

예열, 경화 온도 및 담금질

출처, P20 열처리 참고 정보, 인쇄 페이지 195.

* = 대형 질량 부품에 사용하는 경우. 카드는 이 강종에 대해 하나의 경화 온도와 오일 담금질을 제시합니다. 이 사이트의 다른 차트에서는 P20 경화를 1600~1650 °F (870~900 °C) 범위로 제시하며, 카드는 아래에 제시된 침탄 경로에 대해 더 높은 1600 °F (870 °C) 수치를 제시합니다.

카드는 이 강종에 대해 오일 담금질과 함께 1525 °F (830 °C)의 단일 경화 온도를 제시하며, 1200 °F (650 °C) 예열은 대형 질량 부품용으로 표시되어 있습니다. 담금질에 한 덩어리로 들어가는 금형 블록은 그 단계가 필요할 만큼 충분한 질량을 가집니다. 같은 카드는 침탄 경로를 1600 °F (870 °C)의 더 높은 오스테나이트화 온도로 보내며, 이는 이 페이지 아래에서 제시됩니다. 따라서 두 온도는 열처리로를 통과하는 두 가지 다른 경로에 속합니다.

P20의 템퍼링 반응

각 템퍼링 온도가 남기는 경도

출처, P20 열처리 참고 정보, 인쇄 페이지 195.

카드는 템퍼링 온도를 200 °F 간격으로 1000 °F까지 올린 뒤 100 °F와 50 °F 간격으로 올립니다. 각 온도에 대해 범위 없이 하나의 로크웰 C 수치를 인쇄합니다.

이 선은 담금질 상태에서 51 HRC로 시작하여 템퍼링 온도가 상승함에 따라 꾸준히 하락합니다. 600 °F (315 °C) 템퍼링은 47 HRC를 남기고, 1000 °F (540 °C)는 39 HRC를 남기며, 1250 °F (675 °C)에서는 경도가 21 HRC로 떨어집니다. 이 선 어디에도 두 번째 상승은 없으며, 이는 2차 경화 탄화물이 없는 강종의 모습입니다. 어닐링 상태에서 경화한 블록의 경우 실용적인 선택은 표의 상반부에 있으며, 상위 세 온도는 금형이 형상을 유지할 수 있는 한계를 넘어선 것입니다.

P20의 침탄

가스 침탄, 냉각 및 담금질 사이클

출처, P20 열처리 참고 정보, 인쇄 페이지 195.

카드는 침탄 블록을 경화 카드 바로 아래에 배치하고 자체 오스테나이트화 온도, 자체 냉각 단계 및 자체 담금질을 제시합니다.

침탄은 블록 표면의 탄소를 높이는 반면 심부는 처음의 조성을 유지하므로, 금형 표면은 내마모성을 갖추고 그 뒤의 본체는 하중 하에서 인성을 유지합니다. 카드는 가스 침탄 단계를 1600 °F (870 °C)에서 진행하고, 로 안에서 1475 °F (800 °C)까지 냉각한 다음 오일로 담금질하고 템퍼링합니다. 로냉은 심부가 단면 두께까지 경화되는 것을 막는 역할을 하며, 이것이 침탄층과 심부가 동일한 템퍼링 사이클에서 두 가지 다른 경도 수준으로 나오는 이유입니다.

템퍼링 후 침탄층과 심부의 경도

출처, P20 열처리 참고 정보, 인쇄 페이지 195.

출처는 두 번째 행을 650 °F/354 °C로 인쇄합니다. 위아래의 화씨 수치는 50 °F 단위로 구분되며 650 °F는 343 °C로 환산되므로, 여기서는 섭씨 수치를 343 °C로 인쇄하고 출처 값을 기록하여 해당 행을 책과 대조할 수 있게 했습니다.

침탄층은 600 °F (315 °C) 템퍼링에서 58 HRC를 유지하고 900 °F (480 °C)에서 52 HRC를 유지하며, 심부는 같은 범위에서 47 HRC에서 40 HRC로 떨어집니다. 700~800 °F (370~425 °C) 사이의 템퍼링은 침탄층을 50 중반 HRC로 유지하면서 심부는 여전히 43 HRC 이상으로 남으며, 이는 대부분의 표면이 지정되는 범위입니다.

침탄 시간과 그에 따른 침탄 깊이

출처, P20 열처리 참고 정보, 인쇄 페이지 195.

깊이는 카드에 평균값으로 인쇄되어 있으며 공차는 명시되지 않았습니다. 인치와 밀리미터 수치는 카드에 기재된 그대로 재현했습니다.

카드에는 네 가지 침탄 시간과 평균 침탄 깊이가 짝지어져 있습니다. 4시간은 0.030 in (0.762 mm), 8시간은 0.042 in (1.0668 mm), 12시간은 0.055 in (1.397 mm), 16시간은 0.062 in (1.5748 mm)입니다. 시간이 늘어날수록 속도는 떨어지는데, 매 시간마다 탄소가 더 멀리 확산해야 하기 때문입니다. 따라서 8시간에서 16시간으로 가면 침탄 깊이 0.020 in (0.51 mm)를 더 얻기 위해 노 시간이 두 배가 됩니다. 침탄 깊이 0.030 in로 지정된 금형 면은 그 두 배 깊이로 지정된 것에 비해 노에서 꼬박 하루를 절약합니다.

관련 참조 데이터

P20이 제철소에서 도착하는 상태는 다음에 설명되어 있습니다: 풀림 상태 페이지, 그리고 벽 두께 범위를 포함한 강종 자체는 다음에 있습니다: P20 공구강 페이지. 더 높은 온도에 노출되는 금형에 대해 이 강종과 열간 공구강 중 선택하는 방법은 다음에 제시되어 있습니다: H13 및 P20 선택 페이지에 설명되어 있습니다. 공구강 그룹 전반의 경화 및 템퍼링 범위는 공구강 경화 및 템퍼링 차트, 템퍼링 밴드만은 다음에 있습니다: 공구강 템퍼링 차트, 그리고 이 강종의 규격 범위와 등가 재질은 다음에 있습니다: 공구강 조성 차트.

Heat Treatment, Selection, and Application of Tool Steels (William E. Bryson, 제2판, Hanser)에서 발췌하여 정리한 참조 데이터입니다. P20의 경화 카드, 템퍼링 반응, 침탄 사이클, 침탄층 및 심부 경도, 침탄 깊이는 인쇄본 195페이지의 열처리 참조 정보에서 가져왔습니다.