고온에서의 열간 공구강 인장 강도

열간 공구강은 고온에서 유지되는 강도 때문에 선택되며, 이 질문에 답하는 수치는 상온이 아닌 사용 온도에서 측정한 인장 강도와 항복 강도입니다. 여기에는 세 가지 크롬 열간 공구강 등급이 수록되어 있습니다. H11과 H13은 알루미늄 다이캐스팅과 열간 단조 금형의 대부분이 만들어지는 두 강종이며, H12는 더 큰 충격을 견뎌야 하는 금형에 사용되는 고합금 등급입니다. 모든 수치는 옆에 명시된 정확한 열처리와 정확한 시험 온도에 해당하므로, 표는 해당 단일 조건의 측정된 거동으로 읽어야 합니다. 이는 공개된 관행의 참고 요약이며 당사의 규격이 아닙니다.

수치가 측정하는 것

인장 강도는 첫 번째 열에 표시된 온도에서 인장한 시편에서 측정되므로, 그 수치는 냉각된 후가 아니라 고온 상태의 강을 나타냅니다. 약 400 °C 이상에서는 모든 크롬 열간 공구강이 강도를 꾸준히 잃으며, 강도를 잃는 속도가 등급을 구분하는 기준입니다. 연신율과 단면 수축률은 동일한 시편에서 측정되며 강도가 떨어질수록 증가합니다. 이것이 열간 공구강의 가장 인성이 높은 상태가 결코 가장 강도가 높은 상태가 아닌 이유입니다.

세 등급은 서로 다른 열처리 후에 시험되었으며, 각 표 앞에는 해당 열처리가 제시되어 있습니다. H12 조건 중 두 가지는 1050 °C에서 유냉 후 시험되었고 세 번째는 980 °C에서 공냉 후 시험되었으므로, H12 수치는 하나의 세트가 아닙니다. 출처는 모든 조건에 대한 항복 강도를 보고하지 않았으며, 모든 조건에 대한 시험 후 경도도 보고하지 않았습니다. 해당 셀은 다른 조건에서 가져오지 않고 보고되지 않음으로 표시했습니다.

고온에서의 H11 공구강 인장 특성

1010 °C에서 공냉 후 570 °C에서 2.5시간 2회 템퍼링

시험 온도, °C (°F)	인장 강도, MPa	인장 강도, ksi	항복 강도 (0.2% 오프셋), MPa	항복 강도 (0.2% 오프셋), ksi	50 mm (2 in.)에서의 연신율, %	단면 수축률, %	시험 전 경도, HRC	시험 후 경도, HRC
상온	1806	262	1482	215	10.0	35.8	50	50
150 (300)	1689	245	1358	197	10.1	36.1	50	50
260 (500)	1600	232	1345	195	9.8	34.5	50	50
345 (650)	1579	229	1317	191	10.0	35.2	50	50
425 (800)	1510	219	1289	187	11.4	38.7	50	50
480 (900)	1427	207	1145	166	12.2	38.9	50	50
540 (1000)	1241	180	965	140	11.0	35.4	50	50
595 (1100)	979	142	724	105	12.8	46.2	50	47
650 (1200)	586	85	434	63	18.9	66.6	50	41

출처, Table 13-4, 고온에서의 크롬-몰리브덴 열간 공구강의 인장 특성, Tool Steels의 H11 (G. A. Roberts and G. Krauss). 조성 0.40% C, 0.92% Si, 5.09% Cr, 1.34% Mo, 0.52% V; 1010 °C (1850 °F)에서 오스테나이트화 후 공랭, 이어서 570 °C (1060 °F)에서 2.5 h 이중 템퍼링. 상온 행은 출처에서 Room으로 표기되어 있으며 별도의 온도 수치를 포함하지 않음.

H11은 상온에서 1482 MPa의 항복 강도를 유지하고 425 °C에서도 1289 MPa를 유지하므로, 알루미늄 다이캐스팅이 작동하는 온도까지 금형은 항복 강도의 약 10분의 1만 잃습니다. 480 °C를 넘으면 하락이 가팔라지고, 540 °C 이상에서는 빠르게 진행되어 항복 강도가 540 °C에서 965 MPa, 650 °C에서 434 MPa로 떨어집니다. 연신율과 단면 수축률은 강도가 떨어질수록 증가하여, 상온에서 10.0% 연신율에서 650 °C에서 18.9%로 상승합니다. 이는 과부하 시 열간 금형이 균열 대신 휘어질 수 있게 하는 연성입니다. 시험 후 경도는 시편이 인장되는 동안 얼마나 연화되었는지를 보여주며, 540 °C까지 50 HRC를 유지하지만 595 °C에서 47 HRC, 650 °C에서 41 HRC로 떨어집니다.

고온에서의 H13 공구강 인장 특성

1010 °C에서 유냉 후 565 °C에서 2시간 템퍼링

시험 온도, °C (°F)	인장 강도, MPa	인장 강도, ksi	항복 강도 (0.2% 오프셋), MPa	항복 강도 (0.2% 오프셋), ksi	50 mm (2 in.)에서의 연신율, %	단면 수축률, %	시험 전 경도, HRC	시험 후 경도, HRC
480 (900)	1531	222	보고되지 않음	보고되지 않음	9	37	52	보고되지 않음
540 (1000)	1413	205	보고되지 않음	보고되지 않음	11	43	52	보고되지 않음
595 (1100)	1193	173	보고되지 않음	보고되지 않음	15	49	52	보고되지 않음
650 (1200)	814	118	보고되지 않음	보고되지 않음	22	59	52	보고되지 않음

출처, Table 13-4, Tool Steels의 H13 (G. A. Roberts and G. Krauss). 조성 0.40% C, 1.00% Si, 5.25% Cr, 1.15% Mo, 1.00% V; 1010 °C (1850 °F)에서 오스테나이트화 후 유냉, 이어서 565 °C (1050 °F)에서 2 h 템퍼링. 출처에서는 이 조건에 대한 시험 후 항복강도 및 경도를 보고하지 않음.

여기 보고된 H13 조건은 480 °C 이상에서만 시험되었으며, 이는 다이 내부에서 중요한 범위입니다. 인장 강도는 480 °C에서 1531 MPa에서 650 °C에서 814 MPa로 떨어지고, 동일한 시편에서 측정된 연신율은 그 범위에서 9%에서 22%로 상승합니다. H13은 표의 모든 온도에서 시험 전 52 HRC를 유지하므로, 온도에 따른 강도 손실은 템퍼링된 상태의 경도에서 상응하는 손실 없이 발생합니다. 출처는 이 조건에 대한 항복 강도나 시험 후 경도를 보고하지 않습니다.

고온에서의 H12 공구강 인장 특성

1050 °C에서 유냉 후 565 °C에서 2시간 템퍼링

시험 온도, °C (°F)	인장 강도, MPa	인장 강도, ksi	항복 강도 (0.2% 오프셋), MPa	항복 강도 (0.2% 오프셋), ksi	50 mm (2 in.)에서의 연신율, %	단면 수축률, %	시험 전 경도, HRC	시험 후 경도, HRC
400 (750)	1703	247	보고되지 않음	보고되지 않음	12	36	53	보고되지 않음
540 (1000)	1482	215	보고되지 않음	보고되지 않음	12	41	53	보고되지 않음
650 (1200)	531	77	보고되지 않음	보고되지 않음	32	83	53	보고되지 않음
760 (1400)	124	18	보고되지 않음	보고되지 않음	71	97	53	보고되지 않음

출처, Table 13-4, Tool Steels의 1050 °C에서 유냉한 H12 (G. A. Roberts and G. Krauss). 조성 0.33% C, 0.85% Si, 5.00% Cr, 1.25% W, 1.45% Mo, 0.23% V; 1050 °C (1925 °F)에서 오스테나이트화 후 유냉, 이어서 565 °C (1050 °F)에서 2 h 템퍼링. 출처에서는 이 조건에 대한 시험 후 항복강도 및 경도를 보고하지 않음.

980 °C에서 공냉 후 565 °C에서 1.5시간 템퍼링

시험 온도, °C (°F)	인장 강도, MPa	인장 강도, ksi	항복 강도 (0.2% 오프셋), MPa	항복 강도 (0.2% 오프셋), ksi	50 mm (2 in.)에서의 연신율, %	단면 수축률, %	시험 전 경도, HRC	시험 후 경도, HRC
540 (1000)	1358	197	1086.7	157.6	10	55	50	보고되지 않음
620 (1150)	593.7	86.1	396.5	57.5	24	71	49.5	보고되지 않음

출처, Table 13-4, Tool Steels의 980 °C에서 공랭한 H12 (G. A. Roberts and G. Krauss). 해당 강은 980 °C (1800 °F)에서 오스테나이트화 후 공랭, 이어서 565 °C (1050 °F)에서 1.5 h 템퍼링. 출처에서는 이 조건에 대한 시험 후 경도를 보고하지 않음.

H12는 크롬 열간 공구강 그룹에서 텅스텐을 함유한 등급이며, 위의 두 조건은 초기 열처리가 얼마나 중요한지를 보여줍니다. 1050 °C에서 유냉 후 강은 400 °C에서 1703 MPa, 540 °C에서 1482 MPa를 유지하다가 650 °C에서 531 MPa, 760 °C에서 124 MPa로 떨어지며, 같은 온도 범위에서 연신율은 12%에서 71%로 상승합니다. 공냉 조건은 540 °C에서 1358 MPa로 더 무르게 시작하며, 출처가 항복 강도를 보고한 유일한 H12 조건으로 540 °C에서 1086.7 MPa, 620 °C에서 396.5 MPa입니다.

네 세트의 수치를 함께 읽기

네 세트는 서로 다른 온도에서 같은 점을 보여줍니다. 모든 경우에 강도는 온도에 따라 떨어지고 연성은 그에 맞춰 상승하므로, 사용 온도 이상에서 작동하는 열간 공구는 취성이 되는 것이 아니라 무르고 변형됩니다. 1050 °C에서 유냉한 H12는 같은 시험 온도에서 H11이나 H13보다 더 강하게 시작하며, H12는 시험 전 53 HRC, H13은 52 HRC를 유지하는 반면 H11은 50 HRC입니다. 세 등급 간의 선택은 금형의 사용 온도를 우선으로 하고 그 다음으로 받는 충격 하중을 따릅니다.

네 세트 모두에 두 가지 주의가 적용됩니다. 첫째, 수치는 표 위의 캡션에 명시된 정확한 열처리에 해당하므로, 다르게 오스테나이트화하거나 템퍼링한 다이는 이 척도에서 다른 위치에 놓입니다. 둘째, 값은 각 조건의 한 히트에 대한 하나의 공개 출처에서 나온 것이므로, 구매하는 히트의 시험 성적서와 대조하여 사용 수치를 확인하십시오.