H13 | 오스테나이트화 온도

H13 오스테나이트화 온도 차트

H13에서 오스테나이트화 온도는 세 가지를 동시에 결정합니다. 탄화물이 얼마나 고용체로 되돌아가는지, 오스테나이트 입자가 얼마나 성장하는지, 그리고 담금질 후 강재의 경도가 얼마인지를 결정합니다. 아래 세 표는 H13 금형강에 관한 한 공개 연구에서 측정된 값으로, 오스테나이트화 온도 1024, 1066, 1107 °C에서 25, 50, 80분간 유지한 결과입니다. 이는 공개된 실무에 대한 참고 요약이며 당사의 규격이 아닙니다.

세 가지 측정값의 측정 방법

아홉 개 행 모두 동일한 아홉 가지 오스테나이트화 조건을 나타내므로, 한 표의 행을 다른 표의 같은 행과 대조하여 읽을 수 있습니다. 25분 시편은 중성 염욕에서 오스테나이트화하고 공랭하였습니다. 50분 및 80분 시편은 152 mm 및 305 mm 환봉의 중심부를 모사하는 냉각 속도로 냉각하였는데, 대형 금형 블록은 소형 시편의 냉각 속도로 냉각되지 않기 때문입니다. 경도 값은 5회 시험의 평균을 0.5 HRC 단위로 반올림한 것입니다.

이 연구는 작업 범위만이 아니라 세 가지 오스테나이트화 온도를 사용하였습니다. H13의 일반적인 실무는 1010~1024 °C이며 1107 °C는 이를 초과하므로, 아홉 개 행은 온도가 상승함에 따라 각 특성이 움직이는 방향을 추적하고 조직이 불균일해지기 시작하는 지점을 보여줍니다.

오스테나이트화 후 결정립 크기

온도 및 유지 시간에 따른 ASTM 결정립 크기

온도 (°C)	유지 시간 (분)	평균 ASTM 결정립 크기	표준 편차	95% 신뢰 구간
1024	25	10.1	0.31	9.9 ~ 10.3
1024	50	9.7	0.21	9.5 ~ 9.9
1024	80	9.8	0.47	9.5 ~ 10.1
1066	25	8.8	0.37	8.5 ~ 9.1
1066	50	8.8	0.27	8.6 ~ 9.0
1066	80	8.2	0.64	7.7 ~ 8.7
1107	25	7.1	1.24	6.2 ~ 7.9
1107	50	6.8	1.31	6.1 ~ 7.5
1107	80	5.9	2.15	4.4 ~ 7.4

출처: Table V, Results of the Grain Size Ratings, Tool Materials for Molds and Dies, Application and Performance, G. Krauss 및 H. Nordberg 편집, 인쇄 페이지 129, 참조 사본의 PDF 페이지 136. 수치는 스캔된 텍스트 레이어가 아니라 페이지 이미지에서 판독하였습니다.

시편은 중성 염욕에서 오스테나이트화하고, 염욕에서 760 °C로 단계 담금질하여 10분간 유지한 후 공랭하였습니다. 결정립 크기 수치는 Snyder-Graft 절편 결정립 크기에서 환산하였으며 구간은 Student t 검정 통계량으로 계산하였습니다. ASTM 수치가 높을수록 결정립이 미세합니다.

고용된 탄화물

오스테나이트화 후 1차 탄화물 부피 백분율

온도 (°C)	유지 시간 (분)	냉각	평균 부피 %	표준 편차	95% 신뢰 구간
1024	25	공랭	2.24	0.65	2.06 ~ 2.42
1024	50	152 mm 환봉, 모사	1.97	0.63	1.80 ~ 2.14
1024	80	305 mm 환봉, 모사	2.00	0.65	1.83 ~ 2.17
1066	25	공랭	1.60	0.29	1.47 ~ 1.73
1066	50	152 mm 환봉, 모사	1.42	0.34	1.27 ~ 1.57
1066	80	305 mm 환봉, 모사	1.35	0.44	1.14 ~ 1.55
1107	25	공랭	1.30	0.26	1.18 ~ 1.42
1107	50	152 mm 환봉, 모사	0.88	0.28	0.74 ~ 1.02
1107	80	305 mm 환봉, 모사	0.92	0.35	0.80 ~ 1.00

출처: Table VI, Results of the Volume % Primary Carbide Determination, 동일 도서 인쇄 페이지 130, 참조 사본의 PDF 페이지 137. 스캔된 텍스트 레이어가 아니라 페이지 이미지에서 판독하였습니다.

25분 시편은 중성 염욕에서 처리하고 50분 및 80분 시편은 아르곤 분위기의 전기 저항 뮬플로에서 처리하였습니다. 구간은 정규 확률 분포를 사용합니다. 수치는 1차 탄화물의 부피 분율, 즉 담금질 상태 조직에서 아직 용해되지 않은 탄화물입니다.

담금질 직후 경도

담금질 후 Rockwell C 경도

온도 (°C)	유지 시간 (분)	냉각	경도(HRC)
1024	25	공랭	52.5
1024	50	152 mm 환봉, 모사	48.5
1024	80	305 mm 환봉, 모사	47.5
1066	25	공랭	53.5
1066	50	152 mm 환봉, 모사	49.0
1066	80	305 mm 환봉, 모사	48.0
1107	25	공랭	55.0
1107	50	152 mm 환봉, 모사	50.0
1107	80	305 mm 환봉, 모사	48.0

출처: 동일 도서의 인쇄 페이지 133, PDF 페이지 140에 수록된 Table VIII, As-Quenched Rockwell C Hardness. 스캔된 텍스트 레이어가 아닌 페이지 이미지에서 판독함.

처리 조건은 Table VI에 따름. 각 수치는 5회 시험의 평균을 0.5 HRC 단위로 반올림한 값이며, 담금질 직후, 즉 어떠한 템퍼링도 하기 전의 경도임.

세 표를 함께 판독

온도가 상승함에 따라 결정립 크기는 거의 직선에 가깝게 감소하며, 1024~1107 °C 범위에서 상관계수는 -0.8624임. 1010~1024 °C의 일반적인 관행과 비교할 때, 1066 °C에서 오스테나이트화하면 평균 ASTM 결정립 크기 번호가 약 13% 낮아지는데, 출처에서는 이를 심각한 조직 손실로 보지 않음. 유지 시간은 결정립 크기에 통계적으로 유의한 영향을 미치지 않음. 예외는 1107 °C로, 표준편차가 1.24, 1.31, 2.15로 확대되는 반면 두 낮은 온도에서는 0.21~0.47이므로 결정립 조직이 시편마다 더 이상 균일하지 않음.

탄화물 용해도 거의 선형이며 상관계수는 -0.9450임. 오스테나이트화 온도를 50 °C 상승시키면 이 재료에서 1차 탄화물의 부피 분율이 약 33% 감소하며, 이것이 해당 처리로 얻을 수 있는 내마모성 변화의 대부분임. 유지 시간과 오스테나이트화 후 냉각 속도는 탄화물 부피에 통계적으로 유의한 차이를 만들지 않았으므로, 온도가 변수이며 온도 유지 시간이 아님.

담금질 직후 경도는 오스테나이트화 온도와 함께 상승하며, 25분 공랭 시편의 상관계수는 0.9926이고 두 개의 모사 봉재 단면에 대해서는 0.9806과 0.8695임. 같은 표는 단면 효과를 명확히 보여줌. 공랭 시편은 52.5~55.0 HRC 범위인 반면, 305 mm 모사는 동일한 오스테나이트화 온도에서 47.5~48.0 HRC에 머무르므로, 두꺼운 블록은 더 느리게 담금질되며 더 단단해지는 결과는 아님.

세 표는 H13 열처리의 핵심인 상충 관계를 함께 설명함. 오스테나이트화 온도가 높을수록 더 많은 탄소와 합금이 용해되어 담금질 직후 경도와 템퍼링 후 2차 경화 반응이 상승하는 반면, 내마모성을 담당하는 미용해 탄화물은 감소하고 결정립은 조대화됨. 온도가 낮을수록 내마모성을 위한 탄화물이 더 많이 남고 인성을 위한 결정립이 미세해지지만 담금질 직후 경도는 낮아짐. 이 데이터에서 작업 범위 내 온도가 대부분의 역할을 하며 유지 시간은 거의 영향을 미치지 않음.

적용 범위에 관한 주의 사항. 9개 행은 H13의 한 히트에 대한 단일 연구에서 나온 것이며 1107 °C 행은 일반적인 관행을 초과함. 각 특성이 움직이는 방향과 변화의 크기를 파악하는 데 사용하고, 특정 금형에 대한 수치는 재료 시험 성적서와 열처리 사양과 대조하여 확인할 것.