고속도 공구강과 구조용 특수강

고속도 공구강

고속도공구강()High Speed Tool Steel)은 고강도, 고인성, 고내마모성을 가진 대표적인 공구(툴링)용 스틸로 KS규격에서는 SKH강종으로 규정되어 있다. 일반적으로 '하이스'(High Speed Steel, HSS)라고도 불리는 고속도강은 텅스텐계와 몰리브덴계로 아래와 같이 분류된다.

고속도강은 고탄소강에 주요 합금원소(Mn, Cr, W, Mo, V, Co 등)를 함유하고 절삭공구나 금형 제작 등에 이용하는 공구강이다. 특히 절삭공구의 재질로 고속 절삭 가공용 툴(바이트, 드릴, 탭, 리머, 밀링커터, 앤드밀, 브로우치, 호브, 랙커터, 메탈소, 메탈밴드톱 등)에 사용된다. 원래 절삭 공구용으로 개발된 재료이지만 내마모성, 인성을 필요로 하는 소성 가공용 금형(냉간 프레스형, 냉간 단조형, 인발다이 등) 제작 등에도 활용된다.

스폿페이싱(자리파기) 가공

고속도 공구강 강재  KS D 3522

 

1. 종류의 기호

종류의 기호	분 류
SKH 2	텅스텐계 고속도 공구강 강재
SKH 3
SKH 4
SKH 10
SKH 40	분말야금으로 제조한 몰리브데넘계 고속도 공구강 강재
SKH 50	몰리브데넘계 고속도 공구강 강재
SKH 51
SKH 52
SKH 53
SKH 54
SKH 55
SKH 56
SKH 57
SKH 58
SKH 59

화학성분

종류의 기호	화학 성분										용도 보기(참고)
	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	W	V	Co
SKH 2	0.73~0.83	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	-	17.20~18.70	1.00~1.20	-	일반 절삭용 기타 각종 공구
SKH 3	0.73~0.83	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	-	17.00~19.00	0.80~1.20	4.50~5.50	고속 중절삭용 기타 각종 공구
SKH 4	0.73~0.83	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	-	17.00~19.00	1.00~1.50	9.00~11.00	난삭재 절삭용 기타 각종 공구
SKH 10	1.45~1.60	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	-	11.50~13.50	4.20~5.20	4.20~5.20	고난삭재 적상용 기타 각종 공구
SKH 40	1.23~1.33	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	4.70~5.30	5.70~ 6.70	2.70~3.20	8.00~8.80	경도, 인성, 내마모성을 필요로 하는 일반절삭용, 기타 각종 공구
SKH 50	0.77~0.87	0.70 이하	0.45 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	8.00~9.00	1.40~ 2.00	1.00~1.40	-	연성을 필요로 하는 일반절삭용, 기타 각종공구
SKH 51	0.80~0.88	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	4.70~5.20	5.90~ 6.70	1.70~2.10	-
SKH 52	1.00~1.10	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	5.50~6.70	5.90~ 6.70	2.30~2.60	-	비교적 인성을 필요로 하는 고경도재 절삭용 기타 각종 공구
SKH 53	1.10~1.25	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	4.70~5.20	5.90~ 6.70	2.70~3.20	-
SKH 54	1.25~1.40	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	4.70~5.00	5.20~ 6.00	3.70~4.20	-	고난삭재 절삭용 기타 각종 공구
SKH 55	0.85~0.95	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	4.70~5.20	5.90~ 6.70	1.70~2.10	4.50~5.00	비교적 인성을 필요로 하는 고속 중절삭용 기타 각종 공구
SKH 56	0.85~0.95	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	4.70~5.20	5.90~ 6.70	1.70~2.10	7.00~9.00
SKH 57	1.20~1.35	0.45 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.80~4.50	3.20~3.90	9.00~ 10.00	3.00~3.50	9.50~10.50	고난삭재 절삭용 기타 각종 공구
SKH 58	0.95~1.05	0.70 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.50~4.50	8.20~9.20	1.50~ 2.10	1.70~2.20	-	인성을 필요로 하는 일반 절삭용 기타 각종 공구
SKH 59	1.00~1.15	0.70 이하	0.40 이하	0.030 이하	0.030 이하	3.50~4.50	9.00~10.00	1.20~ 1.90	0.90~1.30	7.50~8.50	비교적 인성을 필요로 하는 고속 중절삭용 기타 각종 공구

 

고속도공구강 강재(SKH재)의 재료기호의 변경 : JISG 4403

JIS의 신구대조표 1950年1953年1956年1968年1983年2000年

SKH2	SKH2	SKH2	SKH2	SKH2	SKH2
SKH3	SKH3	SKH3	SKH3	SKH3	SKH3
SKH4A	SKH4A	SKH4A	SKH4A	SKH4	SKH4
SKH4B	SKH4B	SKH4B	SKH4B	廃止	-
SKH5	SKH5	SKH5	SKH5	廃止	-
SKH6	SKH6	SKH6	廃止	-	SKH40
-	-	SKH8	廃止	-	SKH50
-	-	SKH9	SKH9	SKH51	SKH51
SKH7	SKH7	-	SKH10	SKH10	SKH10
SKH1	-	-	SKH52	SKH52	SKH52
-	-	-	SKH53	SKH53	SKH53
-	-	-	SKH54	SKH54	SKH54
-	-	-	SKH55	SKH55	SKH55
-	-	-	SKH56	SKH56	SKH56
-	-	-	SKH57	SKH57	SKH57
-	-	-	-	SKH58	SKH58
-	-	-	-	SKH59	SKH59

 

구조용 특수강

 

(1) 강인강(强靭强)
탄소강에 Ni, Cr, Mo, W, V, Ti, Zr, Co, B, Si 등을 적당량 첨가하여 강인성을 갖게 한 강이다.
① 저합금강(저탄소 고장력강)
Mn계 강이 많이 사용되나 0.18~.35%C의 강, 0.5% Si의 강, Si＋Mn강, Mn＋V＋Ti강, Ni
＋Cr＋Mo계 등이 있다.
② 합금강
㉮ Ni-Cr강(SNC)
㉠ 구조용강 중에서 가장 중요한 강종이다.(강인강)
㉡ 성분：C 0.27~0.4%, Ni 1.0~2.5%, Cr 0.5~1.0%가 많이 사용된다.
㉢ 인성증가와 담금질성을 개량하며 경화능은 좋으나 뜨임 메짐을 일으킨다.
㉣ 가열 도중 공냉하여도 담금질 효과를 가장 크게 나타내는 강이다.
㉯ Ni＋Cr＋Mo강(SNCM)
㉠ Ni＋Cr강에 0.3%의 Mo을 첨가하므로 강인성을 증가시키고 담금질한 경우 질량 효과
가 감소하고 뜨임 저항을 방지한다.
㉡ 고급 내연기관의 크랭크 축 등에 사용한다.
㉰ Cr＋Mo강(SCM)
Ni-Cr강에 Ni을 줄이고, Cr강에 소량의 Mo을 첨가하면 인장강도와 충격저항이 큰 펄라
이트강이 얻어진다.
㉠ 인장강도, 충격저항이 증가하고 Ni-Cr강의 대용으로 사용된다.
㉱ Mn＋Cr강
Ni-Cr강에 Ni을 Mn으로 대치시킨 강으로 Ni-Cr강에 비해 질량효과가 크고 인성이 감
소하며 값이 싸다.

㉲ Ni강
성분C(0.1~0.6%)＋Ni(0.5＋5%)강
㉠ 차량, 펌프 부품용
㉡ 질량효과 작음
㉳ Cr강
㉠ Cr 0.5~1.2%의 강
㉡ 인장강도, 경도, 내마모성의 증가
㉢ 뜨임：580~680℃에서 급냉
㉴ Mn강
㉠ 저Mn강(듀콜강)

∙Mn을 0.9~1.2% 함유하며, 820~850℃에서 유냉하고, 조직은 펄라이트
∙인장강도는 45~88kg/mm²이고, 연율은 13~34%이다.
∙용도는 제지용 로울러와 건축, 교량, 차량, 선박 등에 쓰인다.
㉡ 고Mn강(하드필드강, Austenite Mn강)
∙Mn을 10~14% 함유하며 조직은 오스테나이트이고, 인성이 높아 내마모성이 우수하다.

 

(2) 표면 경화강
① 침탄용 표면경화강
저탄소강이나 이 강에 Ni, Cr, Mo, V, W 등을 함유한 특수강이 사용된다.
② 질화용 표면경화강
질화강은 Al, Cr, Mo, Ti, V 등의 원소 중 2종 이상 원소를 함유한 것을 사용한다.
㉮ Al＋Cr＋Mo계와 Al＋V계가 사용된다.
㉯ 질화강 중의 Mn 0.4 ~ 0.7%, Si 0.2 ~ 0.3%가 표준이다.
※ Al 질화층의 경도를 높여준다. Cr, Mo 기계적 성질 증가