열간 공구강 물리적 특성
4종의 크롬 열간 공구강을 어닐링 상태와 열처리 상태에서 측정한 비열, 열전도율, 밀도, 전기 저항률 및 탄성 계수. 공개된 실무 자료의 참고 요약이며 Aobo Steel의 규격이 아님.
이 수치들의 용도
다이 블록은 수치로 설계되고 가열 및 냉각됩니다. 비열과 밀도는 블록을 오스테나이트화 온도까지 올리는 데 필요한 에너지량과 노가 공급해야 하는 열량을 결정합니다. 열전도율은 담금질 중 표면에서 열이 빠져나가는 속도와 단면 전체에 걸친 온도차가 얼마나 급격해지는지를 결정합니다. 탄성 계수는 클램핑 및 주조 하중 하에서 블록이 얼마나 변형되는지를 결정하며, 전기 저항률은 다이를 방전 가공하거나 전기적으로 위치를 잡아야 할 때 중요합니다.
이 세트의 네 가지 강종은 모두 크롬 열간 공구강입니다. 1.2343과 1.2344는 AISI 체계에서 H11 및 H13으로 알려진 조성이며, 1.2365와 1.2367은 크롬과 몰리브덴을 더 많이 함유한 같은 계열의 강종입니다. 아래의 모든 내용은 이 네 강종에서만 측정되었으므로, 이 세트에 없는 강종은 해당 강종의 자체 데이터시트로 판단해야 합니다.
비열 용량
1.2344와 1.2365의 경우 값이 전체 범위에서 온도에 따라 상승합니다. 1.2343과 1.2367에서는 약 500~600 °C까지 상승한 후 약간 다시 낮아지는데, 이는 출처에 인쇄된 형태이며 인쇄된 그대로 재현한 것입니다. 네 강종 간의 편차는 100 °C에서 약 150 J/kg·K이고 1000 °C에서 약 75 J/kg·K로 좁혀지므로, 상온에서 수행한 노 계산은 이 강종들 간의 차이를 과대평가하게 됩니다.
어닐링 상태의 비열, J/kg·K
| 강종 | 100 °C | 150 °C | 200 °C | 250 °C | 300 °C | 350 °C | 400 °C | 500 °C | 600 °C | 700 °C | 800 °C | 900 °C | 1000 °C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.2343 | 523 | 525 | 530 | 532 | 535 | 540 | 540 | 544 | 544 | 544 | 544 | 536 | 536 |
| 1.2344 | 523 | 545 | 555 | 580 | 595 | 600 | 607 | 615 | 615 | 620 | 624 | 628 | 628 |
| 1.2365 | 481 | 490 | 505 | 520 | 530 | 535 | 545 | 553 | 553 | 553 | 553 | 553 | 553 |
| 1.2367 | 536 | 550 | 565 | 575 | 585 | 595 | 610 | 620 | 607 | 599 | 595 | 582 | 584 |
출처: 어닐링 상태의 비열, 물리적 특성 세트의 항목 1, 보고서 인쇄 페이지 4-26 (PDF 페이지 87).
값은 J/kg·K이며 출처에 명시된 대로 어닐링 상태에 적용됩니다. 참고 표일 뿐이며 Aobo Steel의 규격이 아닙니다.
열전도율
전도율은 조직을 따르므로 두 가지 상태로 제시됩니다. 네 강종 모두에서 열처리된 봉재는 어닐링된 봉재보다 전도율이 낮으며, 여기서 측정된 범위 전체에 걸쳐 약 1~3 W/m·K 정도 낮습니다. 이는 다이 표면이 담금질 매체로 열을 얼마나 빨리 전달할 수 있는지, 그리고 표면 온도 중 얼마나 많은 부분이 전면의 매체가 아닌 후면의 강재에 의해 전달되는지를 결정하는 특성입니다.
어닐링 및 열처리 상태의 열전도율, W/m·K
| 강종 | 상태 | 100 °C | 200 °C | 300 °C | 400 °C | 500 °C | 600 °C | 700 °C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.2343 | 어닐링된 | 29.85 | 30.73 | 30.98 | 31.02 | 31.48 | 32.32 | 33.41 |
| 1.2343 | 열처리 | 26.80 | 27.84 | 27.47 | 27.30 | 28.26 | 29.31 | 30.35 |
| 1.2344 | 어닐링된 | 27.21 | 28.09 | 29.22 | 30.14 | 31.74 | 34.08 | 36.51 |
| 1.2344 | 열처리 | 25.47 | 27.10 | 28.86 | 29.89 | 30.99 | 32.45 | 34.25 |
| 1.2365 | 어닐링된 | 32.87 | 34.96 | 35.50 | 34.12 | 32.49 | 32.24 | 33.20 |
| 1.2365 | 열처리 | 31.40 | 33.91 | 33.08 | 31.40 | 30.14 | 29.73 | 29.31 |
| 1.2367 | 어닐링된 | 30.56 | 31.82 | 32.66 | 33.49 | 34.12 | 34.75 | 35.17 |
| 1.2367 | 열처리 | 29.94 | 31.19 | 32.24 | 33.08 | 33.91 | 34.75 | 35.17 |
출처: 열전도율, 물리적 특성 세트의 항목 4, 보고서 인쇄 페이지 4-27 (PDF 페이지 88).
값은 W/m·K입니다. 열처리란 43~44 HRC로 담금질 및 템퍼링한 것을 의미하며, 이는 출처가 자체 수치를 인용한 상태입니다. 참고 표일 뿐이며 Aobo Steel의 규격이 아닙니다.
밀도 및 전기 저항률
밀도는 세 가지 상태로 제시됩니다. 경화 및 템퍼링은 어닐링 값에 비해 밀도를 약간 낮추는데, 약 7.73~7.85를 기준으로 0.010~0.024 정도이며, 이렇게 작은 변화는 공칭 밀도로 수행한 중량 계산의 공차 범위 내에 있습니다.
세 가지 상태의 밀도, kg/m³ ÷ 1000
| 강종 | 어닐링된 | 경화 | 열처리 |
|---|---|---|---|
| 1.2343 | 7.751 | 7.740 | 7.741 |
| 1.2344 | 7.735 | 7.730 | 7.718 |
| 1.2365 | 7.847 | 7.843 | 7.823 |
| 1.2367 | 7.817 | 7.805 | 7.799 |
출처: 밀도, 물리적 특성 세트의 항목 2, 보고서 인쇄 페이지 4-26 (PDF 페이지 87).
값은 kg/m³을 1000으로 나눈 값이므로, 7.751은 7751 kg/m³으로 읽습니다. 참고 표일 뿐이며 Aobo Steel의 규격이 아닙니다.
저항률은 어닐링 및 열처리 상태에서 20 °C 기준으로 제시되며, 네 강종 모두에서 경화 시 상승합니다. 세트 내 최고값은 최저값보다 약 75퍼센트 높으므로, 이는 강종들을 그룹화하기보다 구분하는 수치입니다. 값은 마이크로옴 미터로 제시되며, 이는 1옴 미터의 백만분의 1입니다.
20 °C에서의 비전기 저항률, 마이크로옴 미터
| 강종 | 어닐링된 | 열처리 |
|---|---|---|
| 1.2343 | 0.471 | 0.481 |
| 1.2344 | 0.520 | 0.532 |
| 1.2365 | 0.303 | 0.308 |
| 1.2367 | 0.366 | 0.397 |
출처: 비전기 저항률, 물리적 특성 세트의 항목 5, 보고서 인쇄 페이지 4-27 (PDF 페이지 88).
값은 마이크로옴 미터, 즉 1옴 미터의 백만분의 1입니다. 출처는 동일한 세트를 4.71, 4.81, 5.20, 5.32, 3.03, 3.08, 3.66, 3.97로 인쇄하며, 각각 10의 마이너스 7승 옴 미터를 곱한 값이고, 여기서 여덟 값의 순서는 변경되지 않았습니다. 참고 표일 뿐이며 Aobo Steel의 규격이 아닙니다.
탄성계수
계수는 세 가지 상태에서 상온 기준으로 제시됩니다. 경화가 가능할 정도로 빠르게 블록을 냉각하면 상온 계수가 어닐링 값보다 낮아지는데, 강종에 따라 약 9~21 kN/mm² 정도 낮습니다.
20 °C에서의 탄성 계수, 제곱밀리미터당 N을 1000으로 나눈 값
| 강종 | 어닐링된 | 경화 | 열처리 |
|---|---|---|---|
| 1.2343 | 217.3 | 206.6 | 215.6 |
| 1.2344 | 216.9 | 207.8 | 216.2 |
| 1.2365 | 217.9 | 208.0 | 213.2 |
| 1.2367 | 227.1 | 205.8 | 215.7 |
출처: 20 °C에서의 탄성 계수, 물성 세트의 항목 6, 보고서 인쇄 페이지 4-27 (PDF 페이지 88).
값은 제곱밀리미터당 N을 1000으로 나눈 값이므로, 217.3은 217300 N/제곱밀리미터로 읽습니다. 참고 표일 뿐이며, Aobo Steel의 규격이 아닙니다.
온도에 따라 탄성 계수는 꾸준히 감소하며 네 가지 강종은 서로 근접한 값을 유지합니다. 700 °C에서 값이 표기된 두 강종의 경우 20에서 700 °C로 갈 때 감소폭은 52~55 kN/제곱밀리미터로, 약 4분의 1 감소입니다. 이것이 동일 하중에서 열간 다이 블록이 냉간 다이 블록보다 더 많이 변형되는 이유이며, 고온에서 작동하는 블록의 변형 계산에 넣어야 할 수치입니다.
열처리 상태에서 시험 온도에 따른 탄성 계수
| 강종 | 20 °C | 100 °C | 200 °C | 300 °C | 400 °C | 500 °C | 600 °C | 700 °C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.2343 | 215.6 | 211.2 | 205.2 | 198.8 | 192.2 | 184.3 | 173.6 | n/a |
| 1.2344 | 216.2 | 211.6 | 205.8 | 199.5 | 193.0 | 184.9 | 173.6 | 161.0 |
| 1.2365 | 213.2 | 209.4 | 202.7 | 196.5 | 191.0 | 183.0 | 173.1 | 160.9 |
| 1.2367 | 215.7 | 212.1 | 205.5 | 199.4 | 193.5 | 185.0 | 174.4 | n/a |
출처: 열처리 상태에서 시험 온도에 따른 탄성 계수, 물성 세트의 항목 7, 보고서 인쇄 페이지 4-27 (PDF 페이지 88).
값은 제곱밀리미터당 N을 1000으로 나눈 값입니다. 출처에 두 셀의 값이 없어 여기서는 n/a로 표시했습니다. 참고 표일 뿐이며, Aobo Steel의 규격이 아닙니다.
표 읽는 방법
전도도, 비저항 및 탄성 계수 표에서 열처리 상태란 43~44 HRC로 담금질 및 뜨임한 것을 의미하며, 이는 출처가 자체 수치에 대해 명시한 내용입니다. 더 높은 경도로 사용되는 다이는 이 수치를 정확히 따르지 않으며, 질화 처리된 다이도 마찬가지입니다. 질화는 연한 심부 위에 경화층을 형성하고 그 경화층은 고유의 물성을 갖기 때문입니다.
탄성 계수 표의 두 셀에는 값이 없으며, 700 °C에서 1.2343 및 1.2367에 해당합니다. 출처에 아무 값도 인쇄되어 있지 않아 n/a로 표시했습니다. 1.2367의 열처리 전도도 역시 600 및 700 °C에서 자체 풀림 값에 수렴하며, 이는 출처가 그 쌍을 인쇄한 방식입니다.
관련 참조 데이터
이 열 중 두 개의 기반이 되는 강종은 다음에 정리되어 있습니다: H13 공구강 페이지 및 H11 공구강 페이지, 그리고 열처리 상태를 만드는 사이클은 다음에 있습니다: H13 열처리 가이드. 특정 다이에 대한 1.2344와 1.2367의 차이는 다음 페이지에서 자세히 다룹니다 H13 대 1.2367 페이지. 더 많은 공구강 강종의 평균 열팽창 및 밀도는 다음에 있습니다: 밀도 및 열팽창 차트, 그리고 다른 일곱 강종의 전도도는 다음에 있습니다: 열전도도 차트.
Improved Life of Die Casting Dies of H13 Steel by Attaining Improved Mechanical Properties and Distortion Control During Heat Treatment (J. F. Wallace and D. Schwam, US Department of Energy final report DOE/ID/13320-3, October 1998)에서 편집한 참고 데이터입니다. 물성 세트는 해당 보고서의 페이지 4-26 및 4-27에 인쇄되어 있으며, 이는 PDF 페이지 87 및 88입니다. 이 페이지의 모든 수치는 자동 텍스트 레이어가 아닌 페이지 이미지에서 읽은 것입니다.