H13 공구강과 H11 공구강의 열 마모, 균열 및 공구 파손 비교
H13과 H11은 모두 5% 크롬 열간 가공 공구강으로, 금형, 인서트, 펀치 및 고온 공구에 사용됩니다. 두 강종은 유사한 합금 체계를 가지고 있지만, 동일한 파손 조건에 맞춰 선택되는 것은 아닙니다.
공구가 열, 고온 마모, 표면 침식, 열 균열 또는 경도 손실로 인해 고장난 경우 H13을 선택하십시오. 고장이 충격, 균열, 파손 또는 큰 단면 응력으로 인해 발생한 경우 H11을 선택하십시오.
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아오보 스틸은 다이캐스팅 금형, 압출 금형, 단조 금형, 열간 펀치, 인서트, 코어 및 고온 공구에 사용되는 H13 및 H11 열간 가공 공구강을 공급합니다.
H13 | 1.2344 | SKD61
고온 내마모성, 다이캐스팅, 압출 금형, 열 균열 저항성, 질화 반응성 및 고온 표면 안정성을 갖춘 고온 작업용 공구강.
H11 | 1.2343 | SKD6
충격 저항성, 균열 저항성, 파손에 민감한 공구, 고온 펀치, 단조 다이 및 큰 응력을 받는 공구에 사용되는 고온 작업용 공구강.
H13 공구강과 H11 공구강 비교 분석
| 선택 질문 | 더 나은 시작 선택 |
|---|---|
| 고온 마모, 침식, 세척 또는 표면 열화는 공구 수명을 좌우합니다. | H13 |
| 충격, 균열, 파손 또는 파괴는 공구 수명을 좌우합니다. | H11 |
| 다이캐스팅 또는 압출 금형은 고온 표면 안정성이 더 좋아야 합니다. | H13 |
| 단조 금형, 열간 펀치 또는 대형 공구에는 더 강한 균열 저항성이 필요합니다. | H11 |
| 고온 내마모성이 뛰어난 질화 처리된 표면이 필요합니다. | H13 |
| 가공성이 좋을수록 중요합니다. | H11 |
| 특히 정밀 금형의 경우 높은 연마성이 요구됩니다. | ESR H13 |
| 실제 고장 원인은 불분명합니다. | 선택하기 전에 작업 조건을 검토하십시오. |
H13은 일반적으로 고온 내마모성 공구 제작에 있어 더 강한 출발점입니다. 균열, 충격 또는 파손이 주요 관심사일 경우에는 H11이 더 안전합니다.
H13과 H11 공구강의 동등 등급
국가 및 표준에 따라 H13 및 H11에 대한 명칭이 다를 수 있습니다. 이러한 명칭은 사용자가 시장별 재료를 비교하는 데 도움이 되지만, 자동으로 대체되는 것은 아닙니다. 공구 제작에 사용할 경우, 화학적 조성, 경도, 용융 경로, 검사 요건 및 작업 조건을 기준으로 동등한 등급을 반드시 확인해야 합니다.
| 표준 시스템 | H13 공구강 | H11 공구강 |
|---|---|---|
| 유엔 | 티20813 | 티20811 |
| DIN / EN | 1.2344 / X40CrMoV5-1 | 1.2343 / X38CrMoV5-1 |
| 지이스 | SKD61 | SKD6 |
| 영국/중국 | 4Cr5MoSiV1 | 구성 성분 또는 H11형 규격으로 확인하십시오. |
| AFNOR / 프랑스 | Z40CDV5 | Z38CDV5 |
| BS / 영국 | 비히13 | 비히11 |
| SS / 스웨덴 | 2242 | – |
| UNI / 이탈리아 | – | X35CrMo05KU |
| ASTM | A681 H13 | A681 H11 |
| 항공우주 AMS | – | AMS 6437 / 6485 / 6487 / 6488 |
H13과 H11의 화학적 조성 차이
H13과 H11의 주요 화학적 차이점은 바나듐 함량입니다.
H13에는 바나듐 함량이 더 많아 단단한 탄화물 형성을 촉진합니다. 이는 고온 내마모성, 표면 안정성 및 고온 환경에서의 연화 저항성을 향상시킵니다.
H11은 바나듐 함량이 적어 탄화물 부피가 감소하고 인성, 가공성 및 균열 저항성이 향상됩니다.
| 요소 | H11 일반적인 범위 (%) | H13 일반적인 범위(%) | 실질적인 의미 |
|---|---|---|---|
| 탄소 | 0.33-0.43 | 0.32-0.45 | 유사한 경화 베이스 |
| 크롬 | 4.75-5.50 | 4.75-5.50 | 둘 다 5% 크롬 고온 작업용 강종에 속합니다. |
| 몰리브덴 | 1.10-1.60 | 1.10-1.75 | 내열성 및 내열성을 지원합니다. |
| 바나듐 | 0.30-0.60 | 0.80-1.20 | H13은 탄화물 지지 내마모성이 더욱 강화되었습니다. |
| 규소 | 0.80-1.20 | 0.80-1.20 | 고온 작업 성능 및 산화 저항성을 지원합니다. |
따라서 H13은 고온 마모 및 표면 안정성을 우선시하는 반면, H11은 인성 및 파괴 저항성을 강조합니다.
H13과 H11의 성능 비교
| 성능 요소 | H13 공구강 | H11 공구강 | 선택의 의미 |
|---|---|---|---|
| 내마모성 | 더 높은 | 보통에서 좋음 | 표면 마모가 공구 수명에 영향을 미치는 경우 H13을 선택하십시오. |
| 고온 경도 | 지속적인 열 환경에서 더 나은 성능을 발휘합니다. | 좋은 | 고온 접촉 시 공구가 연화되지 않아야 하는 경우 H13을 선택하십시오. |
| 강인함 | 좋은 | 더 나은 | 균열이나 파손이 주요 위험 요소일 경우 H11을 선택하십시오. |
| 충격 저항 | 좋은 | 더 나은 | 충격 하중이 가해지는 공구에는 H11을 선택하십시오. |
| 열 검사 저항 | 다양한 다이캐스팅 및 압출 조건에서 뛰어난 성능을 발휘합니다. | 좋습니다, 특히 균열 성장이 주요 관심사일 때 그렇습니다. | 표면 손상과 균열 확산 중 어느 쪽이 더 심각한지에 따라 선택하십시오. |
| 가공성 | 더 어려운 | 더 쉬운 | H11은 가공 난이도를 줄일 수 있습니다. |
| 질화 반응 | 훌륭한 | 좋음에서 매우 좋음 | H13은 고온 마모가 심한 표면에 자주 사용됩니다. |
| 대형 섹션 신뢰성 | 적절한 처리를 거치면 좋습니다. | 균열 위험이 높은 곳에서는 오히려 더 안전한 경우가 많습니다. | H11은 크거나 응력이 많이 가해지는 공구에 사용될 수 있습니다. |
내마모성 및 고온 경도
H13은 작업 표면이 고온 마모, 용융 금속 흐름, 침식, 세척 또는 높은 마찰 접촉에 노출될 때 더 나은 성능을 발휘합니다. 따라서 표면 안정성이 공구 수명을 좌우하는 다이캐스팅 금형, 압출 공구, 열간 성형 공구 및 주형에 적합한 소재입니다.
H13은 장시간 고온 접촉 시 경도 손실에 대한 저항성이 더 우수합니다. 그러나 안전 작업 온도는 고정된 수치로 간주해서는 안 됩니다. 이는 요구되는 경도, 템퍼링 조건, 냉각 방식 및 예상 공구 수명에 따라 달라집니다.
인성 및 균열 저항성
H11은 공구가 충격, 응력 집중, 반복적인 기계적 하중 또는 큰 단면 응력에 노출될 때 더 나은 성능을 보입니다. 또한 심한 기계적 하중 조건에서 H13보다 균열 발생 및 균열 전파에 대한 민감도가 낮습니다.
이러한 특성 덕분에 H11은 해머 단조 금형, 고온 펀치, 대형 고온 작업 공구 및 갑작스러운 파손이 점진적인 표면 마모보다 더 위험한 용도에 유용합니다.
열피로 및 열 균열
두 종류의 강철 모두 반복적인 가열 및 냉각 과정에서 열 균열이 발생할 수 있습니다.
H13은 열 균열이나 침식과 같이 주요 손상이 표면에서 시작될 때 일반적으로 선호됩니다. H13은 표면에서 시작되는 손상에 이상적입니다. H11은 균열 저항성이 최대 표면 마모 저항성보다 더 중요한 복합적인 열적 및 강한 기계적 스트레스에 적합합니다.
표면이 마모되는 공구와 충격에 의해 균열이 생기는 공구는 같은 방식으로 선택해서는 안 됩니다.
| 적용/조건 | 더 나은 시작 선택 | 이유 |
|---|---|---|
| 알루미늄 다이캐스팅 금형 | H13 | 열 균열, 용융 금속 침식 및 고온 표면 마모에 대한 저항성이 향상되었습니다. |
| 마그네슘 또는 황동 다이캐스팅 | H13 | 열 순환 조건에서 더욱 우수한 고온 경도 및 표면 안정성을 제공합니다. |
| 아연 다이캐스팅 | H13 또는 H11 | 표면 마모의 경우 H13, 작동 온도가 낮고 균열 위험이 중요한 경우에는 H11 등급을 사용합니다. |
| 다이캐스팅 인서트 및 코어 | H13 / ESR H13 | 표면 안정성, 연마성 및 열 균열 저항성이 향상되었습니다. |
| 열 압출 다이 | H13 | 내열 마모성 및 열연화성 저항성이 향상되었습니다. |
| 압출 맨드릴 및 더미 블록 | H13 또는 H11 | H13은 마모 관련 문제, H11은 충격 또는 응력 집중 관련 문제입니다. |
| 해머 단조 다이 | H11 | 내구성과 충격 저항성이 향상되었습니다. |
| 뜨거운 펀치와 성급한 다이 | H11 | 충격 및 균열에 대한 저항력이 향상되었습니다. |
| 심한 마모가 발생하는 단조 금형 | H13 | 표면 마모 저항성이 향상되었습니다. |
| 대형 열간 가공 다이 블록 | H11이 고려될 수 있습니다. | 단면 크기와 균열 저항성이 더욱 중요해집니다. |
| 고온 전단날 | H11 또는 H13 | H11은 충격에 강하고, H13은 고온 마모에 강합니다. |
| 플라스틱 사출 금형 | H13 | 우수한 내마모성, 연마성 및 질화 반응성 |
| 고응력 구조 부품 | H11 | 인성, 강도 및 피로 저항성이 향상되었습니다. |
대부분의 다이캐스팅 및 고온 가공 공구에는 고온 가공성이 우수한 H13 강재를 사용하는 것이 좋습니다. 심한 충격에 노출되거나, 단면적이 크거나, 균열 발생 위험이 높은 공구의 경우에는 인성이 우수한 H11 강재를 더욱 적극적으로 고려해야 합니다.
제조상의 차이점
H13과 H11은 열처리 특성이 유사하지만, 탄화물 함량에 따라 가공성, 표면 처리 및 후열처리 성능에 영향을 미칩니다.
| 제조 요소 | H13 공구강 | H11 공구강 | 실질적인 의미 |
|---|---|---|---|
| 가공성 | 45-55% 상대 등급 | 55-65% 상대 등급 | H11은 일반적으로 가공하기가 더 쉽습니다. |
| 열처리 변형 | 적절하게 제어될 경우 낮음 | 적절하게 제어될 경우 낮음 | 둘 다 복잡한 도구에 적합합니다. |
| 담금질 | 고온 템퍼링이 필요합니다. | 고온 템퍼링이 필요합니다. | 경도와 인성의 균형을 맞추려면 적절한 템퍼링이 필수적입니다. |
| 질화 반응 | 훌륭한 | 좋음에서 매우 좋음 | H13은 고온 환경에서의 마모에 매우 취약한 경우에 선호되는 경우가 많습니다. |
| 용접 수리 | 가능하지만 엄격한 통제가 필요합니다. | 가능하지만 엄격한 통제가 필요합니다. | 두 용접 모두 예열, 서서히 냉각, 그리고 용접 후 처리가 필요합니다. |
H11은 바나듐 함량과 경질 탄화물 함량이 적어 일반적으로 가공이 더 쉽습니다. H13은 절삭 공구에 부담을 주지만, 적절한 열처리 및 표면 가공을 거치면 내열 마모성이 더 우수합니다.
두 등급 모두 적절한 열처리 및 분위기 제어가 필요합니다. 정밀 금형 및 고온 가공 공구의 경우 진공 열처리 또는 제어된 보호 분위기가 일반적으로 선호됩니다.
질화 처리는 두 등급 모두에서 표면 마모 저항성을 향상시킬 수 있습니다. 질화 처리를 통해 고온 마모, 긁힘 또는 침식에 대한 저항성을 향상시킬 경우 H13이 더 강력한 선택인 경우가 많습니다.
흔히 저지르는 선택 실수
주된 오류는 등급 명칭 때문이 아닙니다. 대개 실제 실패 원인을 잘못 이해하는 데서 비롯됩니다.
| 실수 | 결과 |
|---|---|
| 충격 파괴가 실제 파손 모드일 때 H13을 사용합니다. | 공구는 마모 수명에 도달하기 전에 균열이 생기거나 파손될 수 있습니다. |
| 고온 마모가 공구 수명에 큰 영향을 미치는 경우 H11을 사용하십시오. | 표면이 너무 빨리 마모되거나 침식되거나 연화될 수 있습니다. |
| H13과 H11을 직접적인 대체물로 취급함 | 선택한 등급이 응력, 온도 또는 마모 조건에 적합하지 않을 수 있습니다. |
| 경도만으로 선택하기 | 경도만으로는 내마모성, 인성 또는 열피로 거동을 나타낼 수 없습니다. |
| 단면 크기를 무시하면 | 대형 공구의 경우 균열 저항성과 열처리 균일성에 더욱 세심한 주의를 기울여야 합니다. |
H13의 경우, 흔히 저지르는 선택 실수는 표면 마모보다 충격 파괴가 더 심각한 상황에 사용하는 것입니다.
H11의 경우, 흔히 저지르는 선택 실수는 심각한 고온 마모, 침식 또는 장기간의 열 연화가 공구 수명을 좌우하는 환경에 사용하는 것입니다.
최종 권고
고온 내마모성 공구에는 H13을 선택하십시오.
공구가 고온, 고온 마모, 표면 침식, 열 균열, 열 연화 또는 심각한 표면 열화에 견뎌야 하는 경우 H13 공구강을 선택하십시오.
균열에 민감한 공구에는 H11을 선택하십시오.
공구의 고장 원인이 충격, 균열, 파손, 응력 집중 또는 큰 단면 기계적 응력인 경우 H11 공구강을 선택하십시오.
H13은 일반적으로 고온 마모 공구에 더 적합합니다. H11은 일반적으로 충격 하중을 받거나 균열에 민감한 공구에 더 적합합니다. 한 등급의 강재를 다른 등급으로 교체하기 전에 작업 조건, 열처리 경로, 검사 요구 사항 및 실제 공구 고장 유형을 확인하십시오.
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