| 특수강 규격별 기호 · 열처리 공정 · 불량 대책 · 설계 용도 마스터 표 | |||||||||
| 분류 [1, 2] | 국가별 표준 규격 기호 (KS / JIS / ISO / AISI) | 주요 용도 및 적용 부품 (Application) | 1차 / 2차 예열 조건 | 본 담금질 (Quenching) | 냉각 매체 및 제어법 | 뜨임 (Tempering) / 시효 (Aging) 조건 | 목표 경도 (HRC) | 주요 불량 유형 | 불량 원인 및 현장 조치 대책 (Trouble Shooting) |
| 기계 구조용 | · KS: SM45C · JIS: S45C | · 일반 기계 축(Shaft), 핀, 키, 볼트 | · 1차: 생략 가능 | 820 ~ 870℃ | 수냉 (수온 20~40℃) | 550 ~ 650℃ | 20 ~ 30 | 담금질 크랙 및 | · 원인: 수냉 시 과도한 변태 응력 발생. |
| · ISO: C45E4 (또는 C45) · AISI: 1045 | · 중하중을 받지 않는 기어 및 레바 고주파 경화용 가이드 록/롤러 | · 2차: 생략 (필요시 550℃ 20분) | (두께 25mm당 30분) | 또는 변형 방지 시 유냉 | (1~2시간 유지) 후 수냉/ 냉 급냉 | (고주파: 55+) | 경도 얼룩 (연점) | · 대책: 수냉 3~5초 후 즉시 유냉(간헐 퀜칭) 또는 수용성 폴리머 냉각제 사용. | |
| 합금 구조용 | · KS: SCM440 · JIS: SCM440 | · 고강도 체결 볼트, 크랭크 축, 스핀들 | · 1차: 550 ~ 600℃ | 830 ~ 880℃ | 유냉 (유온 50~80℃, | 530 ~ 630℃ | 28 ~ 35 | 뜨임 취성에 의한 | · 원인: 500℃ 부근 서냉 시 결정립계 불순물 편석. |
| · ISO: 42CrMo4 · AISI: 4140 | · 강한 비틀림을 받는 구동축 및 기어 · 고하중용 유압 실린더 부품 | · 2차: 생략 | (두께 25mm당 30분) | 강력 교반 필수) | (2시간 유지) 후 유냉/수냉 급냉 | (조질 상태) | 충격 인성 저하 | · 대책: 뜨임 완료 후 공냉하지 말고 유냉/수냉으로 취성 구간을 급속 통과시킬 것. | |
| 냉간 금형용 | · KS: STD11 · JIS: SKD11 | · 프레스 블랭킹/포밍 금형 및 펀치 | · 1차: 550 ~ 650℃ | 1000 ~ 1040℃ | 진공 가스 냉각 | 150 ~ 200℃ (저온) | 58 ~ 62 | 치수 왜곡(팽창) 및 | · 원인: 잔류 오스테나이트 존재로 인한 치수 변화. |
| · ISO: X153CrMoV12 · AISI: D2 · USE: P20 계열 | · 슬리터 날, 전조 다이스, 게이지 종류 · 내마모성이 극도로 요구되는 가이드핀 | · 2차: 800 ~ 850℃ (각 30분 유지) | (두께 25mm당 25분) | (5~10 bar N₂) 또는 열욕(180℃) | 또는 520 ~ 540℃ (고온) 최소 2회 반복 (각 2시간) | 방전 가공 후 균열 | · 대책: 담금질 후 즉시 서브제로(심랭) 처리(-70℃ 이하) 시행, 와이어 방전 전 고온 뜨임 필수. | ||
| 열간 금형용 | · KS: STD61 · JIS: SKD61 | · 알루미늄/아연 다이캐스팅 금형 | · 1차: 550 ~ 600℃ | 1000 ~ 1030℃ | 진공 압가스 냉각 | 550 ~ 650℃ | 45 ~ 53 | 표면 탈탄 및 | · 원인: 대기노 노출 시 표면 탄소 소실, 뜨임 부족. |
| · ISO: X40CrMoV5-1 · AISI: H13 - USE: 5155 | · 플라스틱 사출 금형 코어 (경면성 우수) · 열간 압출 다이스, 열간 단조 금형 | · 2차: 820 ~ 850℃ (각 30~40분 유지) | (두께 25mm당 30분) | 또는 열욕(500℃ 분급) | (고온 뜨임) 최소 2~3회 반복 | 조기 열피로 크랙 (Heat Check) | · 대책: 반드시 진공도 10⁻² Torr 이상의 진공로 사용, 고온 뜨임을 최소 2~3회 정밀 실시. | ||
| 고속도 공구강 | · KS: SKH51 | · 드릴, 엔드밀, 브로치, 호브 등 절삭공구 | · 1차: 550 ~ 650℃ | 1200 ~ 1240℃ | 염욕(Salt Bath) | 540 ~ 570℃ | 63 ~ 65 | 결정립 조대화(과열) | · 원인: 1200℃ 이상 초고온에서 유지 시간 초과. |
| · JIS: SKH51 | · 고속·고부하 프레스 펀치 및 다이핀 | · 2차: 850 ~ 900℃ | (mm당 10~15초 | 또는 고압 가스 냉각 | (경화 변태용) | 및 연마 균열 | · 대책: 본 가열 유지 시간을 초 단위로 정밀 제어, 잔류 조직 변태를 위해 3~4회 연속 뜨임 엄수. | ||
| · ISO: HS6-5-2 | · 냉간 헤더 다이스 등 강한 충격 부품 | (각 30~40분 유지) | 매우 짧게 유지) | 3 ~ 4회 반복 필수 | |||||
| · AISI: M2 | |||||||||
| 합금 공구강 | · KS: SKS3 · JIS: SKS3 | · 나사 가공용 탭(Tap), 다이스(Dies) | · 1차: 550 ~ 600℃ | 800 ~ 850℃ | 유냉 (유온 60~80℃, | 150 ~ 200℃ | 60 ~ 62 | 질량 효과에 의한 | · 원인: 경화능 합금 원소 부족으로 내부 냉각 지연. |
| · ISO: 105WCr6 · AISI: O1 | · 소롯트(소량생산) 냉간 프레스 금형 리머, 게이지, 전단기 소형 칼날 | · 2차: 생략 | (두께 25mm당 30분) | 수분 차단 필수) | (1.5~2시간 유지) 후 공냉 | 중심부 경도 부족 | · 대책: 유냉 시 교반을 극대화하고, 부품 두께가 30~40mm를 초과하면 STD11 등으로 강종 변경. | ||
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| 마르텐자이트계 스테인리스강 | · KS: STS420J2 | · 내식성 소형 샤프트, 핀, 밸브 시트 | · 1차: 750 ~ 800℃ | 950 ~ 1020℃ | 유냉 또는 | 150 ~ 400℃ | 48 ~ 54 | 내식성 저하 및 | · 원인: 450~550℃ 뜨임 시 크롬 탄화물 석출로 크롬 결핍 지역 발생 (예민화 현상). |
| · JIS: SUS420J2 | · 식품 가공 기계용 칼날, 의료용 기구 | · 2차: 생략 | (두께 25mm당 30분) | 강제 공냉 (진공로) | (저온 뜨임 1~2시간) | 열처리 후 균열 | · 대책: 400℃ 이하에서 저온 뜨임하여 조직 내 내식성을 유지할 것. | ||
| · ISO: X30Cr13 | · 플라스틱 사출 부식성 수지용 금형 코어 | ※500℃ 부근 회피 | |||||||
| · AISI: 420 | |||||||||
| 석출 경화계 스테인리스강 | · KS: STS630 | · 고강도·고내식 샤프트, 펌프 임펠러 | · 고용화 처리: | 고용화 후 공냉 | 가공 후 H900 시효 처리: | 시효 열처리로 대체 | 40 ~ 47 | 시효 처리 후 | · 원인: 시효 온도 및 유지 시간 불충분으로 미세 조직 내 구리(Cu) 화합물 불균일 석출. |
| · JIS: SUS630 | · 항공우주 및 해양 장비 고하중 부품 | 1020~1060℃ | (제조사 공급 상태) | 470~490℃에서 | (담금질/뜨임 공정 없음) | 충격치 급감 (취성) | · 대책: 정밀 분위기 노에서 정해진 시효 열처리 시간 표준 준수. | ||
| · ISO: X5CrNiCuNb16-4 | · 변형이 극도로 제한되는 정밀 부품 | (급냉 후 출하됨) | 1~4시간 유지 후 공냉 | ||||||
| · AISI: 630 (17-4PH) | |||||||||
| 고탄소 크롬 베어링강 | · KS: STB2 | · 볼 베어링, 롤러 베어링, 볼스크류 | · 1차: 550 ~ 650℃ | 820 ~ 860℃ | 유냉 (유온 60~80℃, | 150 ~ 200℃ | 60 ~ 64 | 연마 균열 (Grinding Crack) | · 원인: 담금질 후 잔류 오스테나이트가 많이 남아 연마 가공 열 충격으로 미세 크랙 발생. |
| · JIS: SUJ2 | · 정밀 가이드 핀, 공작기계 주축 스핀들 | · 2차: 생략 | (두께 25mm당 30분) | 점도 관리 필수) | (저온 뜨임 1~2시간) | 및 구름 피로 수명 저하 | · 대책: 담금질 직후 서브제로(-70℃)를 수행하거나 뜨임 시 충분한 유지 시간 확보. | ||
| · ISO: 100Cr6 | · 내마모성과 구름 피로 강도가 필요한 부품 | ※잔류 조직 안정화 | |||||||
| · AISI: 52100 | |||||||||
| 프리하든강 조질강 | · KS: KP4 (포스코/세아) | · 플라스틱 사출 금형 베이스 및 코어 | 열처리 생략 | 없음 | 없음 | 없음 | 30 ~ 42 | 가공 후 휨 변형 | · 원인: 강재 내부의 압연 잔류 응력이 가공(밀링, 와이어 방전) 과정에서 해제되며 변형 발생. |
| · JIS: HP4 (두산) / NAK80 계열 | · 추가 열처리 없이 가공 후 바로 쓰는 부품 | (HRC 30~40 수준으로 | (가공 후 바로 조립) | (용접 보수 시에만 | (가공 스트레스 제거 시 | (공급 상태) | 및 공구 마모 심화 | · 대책: 대량 황삭 가공 후 550~600℃에서 응력제거(SR) 열처리를 거친 후 정삭 가공할 것. | |
| · ISO: 3Cr2Mo (P20 계열) | · 가공 후 치수 변형이 없어야 하는 정밀 판재 | 제철소에서 열처리되어 공급) | 국부 응력제거 뜨임) | 550~600℃ SR 열처리) | |||||
| · AISI: P21 (NAK80 대등) | |||||||||
| 실리콘 망간 스프링강 | · KS: SPS5 | · 판스프링, 코일스프링, 토션 바 | · 1차: 550 ~ 600℃ | 830 ~ 870℃ | 유냉 (유온 50~70℃) | 430 ~ 520℃ | 40 ~ 48 | 탈탄에 의한 피로 수명 저하 | · 원인: Si(규소) 성분 특성상 고온 가열 시 표면 탄소가 산소와 쉽게 반응해 손실됨. |
| · JIS: SUP9 | · 반복적인 충격과 동적 하중을 받는 부품 | · 2차: 생략 | (탈탄 방지를 위해 | (고온 뜨임 후 | 및 뜨임 취성 크랙 | · 대책: 분위기 제어 노(Rx 가스 등)를 사용하고 뜨임 후 반드시 급랭하여 취성 방지. | |||
| · ISO: 55Cr3 | · 고탄성 및 고항복점이 요구되는 구조재 | 대기 노출 최소화) | 수냉 또는 유냉 급냉) | ||||||
| · AISI: 5155 | |||||||||
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