CPM 154는 크루시블 인더스트리가 도가니 입자 야금(CPM) 공정을 사용하여 엔지니어링한 프리미엄 마르텐사이트계 스테인리스강으로, 58~62 HRC의 우수한 작동 경도 범위와 기존 154CM보다 뛰어난 균일한 카바이드 구조를 제공합니다. 엔지니어와 조달 전문가에게 이 합금은 내마모성과 기계 가공성이 최적으로 결합된 합금으로, 440C에 대한 고성능 업그레이드이자 ATS-34에 대한 직접적인 분말 야금 개선의 역할을 합니다. 당사는 일관된 야금 표준을 보장하기 위해 인증된 CPM 154를 공급하여 산업용 식품 가공, 의료 기기 및 고급 식기류에 필요한 내식성을 유지하면서 연삭성, 연마성 및 인성에서 뚜렷한 장점을 보이는 소재를 제공합니다. 가장 가까운 CPM 154 강철 등가물 분말 야금 시장에서 표준 154CM와 ATS-34는 기존 잉곳에 대응하는 제품으로 남아 있는 반면, RWL-34는 분말 야금 시장에서 가장 많이 사용되는 제품입니다.
화학 성분 및 야금 메이크업
CPM 154의 성능 특성은 정밀한 원소 배합에 의해 결정됩니다. 화학적 구조는 기존 154CM와 유사하지만 입자 야금 공정을 통해 이러한 원소가 매트릭스 전체에 고르게 분포되도록 합니다. 따라서 잉곳강에서 흔히 발견되는 밴딩 및 분리 문제가 발생하지 않습니다.
높은 몰리브덴 함량은 이차 경화 반응을 주도하여 강철이 강철의 CPM 154 강철 경도 제조 또는 사용 중 고온에 노출된 후에도 유지됩니다. 카본 볼륨은 산업용 커터에 필요한 내마모성을 제공하는 경질 크롬 카바이드의 침전을 보장합니다.
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표 1: CPM 154의 공칭 화학 성분(무게 %)
| 요소 | 기호 | 백분율(%) | 야금 기능 |
|---|---|---|---|
| 탄소 | C | 1.05% | 1차 경화 요소; 내마모성을 위한 탄화물을 형성합니다. |
| 크롬 | Cr | 14.00% | 내식성(스테인리스 >10.5%)과 경화성을 제공합니다. |
| 몰리브덴 | Mo | 4.00% | 내공성, 인성 및 2차 경화를 향상시킵니다. |
| 망간 | Mn | 0.50% | 곡물 구조를 개선하고 경화성을 돕는 탈산제입니다. |
| 실리콘 | Si | 0.30% | 용융 과정 중 탈산에 사용됩니다. |
| 바나듐 | V | 추적(최대 0.4) | 입자 미세화(광택성을 높이기 위해 S30V보다 낮은 함량). |
CPM 154 강철 경도 및 템퍼링 반응
올바른 CPM 154 강철 경도 은 절삭날의 수명을 보장하는 데 매우 중요합니다. 이 합금은 담금질 직후 최대 경도 63-64 HRC에 도달할 수 있지만, 사용 가능한 작업 경도는 일반적으로 인성의 균형을 맞추기 위해 58-62 HRC로 템퍼링됩니다.
경도에 영향을 미치는 요인
최종 경도는 오스테나이트화 온도와 냉각 속도에 따라 크게 달라집니다. 마르텐사이트를 형성하려면 빠른 담금질이 필요합니다. CPM 154는 공기 경화강이기 때문에 상온에서도 경화할 수 있지만, 산화를 최소화하고 균일성을 극대화하기 위해 양압 질소를 사용한 진공 담금질을 선호합니다.
극저온 가공은 또 다른 중요한 변수입니다. 담금질 직후 강철을 -300°F(-184°C) 또는 최소 -100°F(-73°C)로 냉각하면 잔류 오스테나이트가 마르텐사이트로 변합니다. 이 공정은 일반적으로 HRC 경도를 1~2포인트 추가하고 치수 안정성을 크게 향상시킵니다.
표 2: 템퍼링 데이터 및 결과 경도
(1950°F/1065°C에서 오스테나이트 처리, 딥 프리즈 포함)
| 템퍼링 온도 | 경도(HRC) | 기본 애플리케이션 |
|---|---|---|
| 400°F(204°C) | 60 - 62 | 수술 도구, 미세 칼(최고 내식성) |
| 500°F(260°C) | 59 - 61 | 범용 나이프, EDC 블레이드 |
| 600°F(316°C) | 57 - 59 | 헤비 듀티 아웃도어 도구(강화된 인성) |
| 900°F(482°C) | 58 - 60 | 산업용 슬리터(2차 경화 피크) |
| 1000°F(538°C) | 55 - 57 | 고충격 기계 부품 |
2차 경화 현상
단순 탄소강과 달리 CPM 154는 몰리브덴 함량으로 인해 이차 경화를 나타냅니다. 더 높은 온도(약 900°F-950°F)에서 템퍼링하면 경도가 선형적으로 떨어지지 않고 오히려 증가하거나 안정화됩니다. 따라서 CPM 154는 연화에 강하기 때문에 마찰 절삭 또는 고속 기계와 같이 공구가 고열에 노출될 수 있는 응용 분야에 적합합니다.
CPM 154 강철 등가물 및 시장 대체품
자료를 소싱하려면 대체 자료에 대한 지식이 필요한 경우가 많습니다. 자료를 식별할 때 CPM 154 강철 등가물, 정확한 화학적 일치와 성능 기반 대안을 구분해야 합니다. MWalloys는 고객이 이러한 옵션을 탐색하여 공급망 연속성을 보장할 수 있도록 지원합니다.
직접 분말 야금 등가물: RWL-34
CPM 154에 가장 직접적으로 대응하는 것은 RWL-34, 스웨덴 다마스틸에서 제조한 제품입니다. RWL-34는 유사한 급속 고형화 분말(RSP) 기술을 사용합니다. RWL-34의 화학 성분은 CPM 154와 거의 동일합니다. 두 강재 모두 뛰어난 연마성, 내식성, 열처리 반응성은 동일합니다. 제조업체는 연삭 또는 열처리 프로토콜을 변경하지 않고도 이 두 소재를 교체할 수 있습니다.
기존 잉곳 등가물: 154CM 및 ATS-34
입자 야금학이 지배적이 되기 전입니다, 154cm (도가니) 및 ATS-34 (히타치)가 업계 표준이었습니다. 이들은 화학적으로 CPM 154와 동일하지만 전통적인 잉곳 주조를 사용하여 생산됩니다.
- 구조: 탄화물이 더 거칠고 합금 분리 가능성이 있습니다.
- 성능: 가장자리를 비슷하게 유지하지만 CPM 154보다 덜 단단하고 연마하기 어렵습니다.
- 상태: 일반적으로 프리미엄 업그레이드보다는 저렴한 비용의 대안으로 간주됩니다.
성능 비교
때로는 화학이 아닌 성능 메트릭을 기반으로 동등한 것을 찾기도 합니다.
표 3: CPM 154와 일반적인 등가물 및 대체품 비교
| 강철 등급 | 제조 방법 | 내식성 | 엣지 유지 | 인성 | CPM 154와 비교 |
|---|---|---|---|---|---|
| CPM 154 | 입자 야금학 | 높음 | 높음 | 높음 | 기준선 |
| RWL-34 | 입자 야금학 | 높음 | 높음 | 높음 | 정확한 프리미엄 등가물 |
| 154cm | 잉곳 캐스트 | 높음 | 높음 | Medium | 낮은 인성/연마성 |
| ATS-34 | 잉곳 캐스트 | 높음 | 높음 | Medium | 일본어 환산 154cm |
| 440C | 잉곳 캐스트 | 높음 | Medium | 낮음 | 레거시 표준(열등한) |
| CPM S35VN | 입자 야금학 | 높음 | 매우 높음 | 매우 높음 | 우수한 업그레이드(더 높은 비용) |
물리적 및 기계적 특성
엔지니어는 응력 하중을 계산할 때 정확한 물리적 데이터를 활용해야 합니다. CPM 154는 상당한 응력 하에서도 구조적 무결성을 유지하므로 베어링 분야에 440C보다 선호되는 이유입니다.
표 4: 물리적 속성
| 속성 | 메트릭 값 | 제국 가치 |
|---|---|---|
| 밀도 | 7.75g/cm³ | 0.280파운드/in³ |
| 탄성 계수 | 200 GPa | 29 x 10⁶ psi |
| 열 전도성 | 16.5W/m-K | - |
| 열팽창 계수 | 11.0 µm/m°C(20-100°C) | 6.1 x 10-⁶인치/in°F |
인성과 내마모성 상관관계
CPM 154는 뚜렷한 인성 이점을 제공합니다. Charpy C-Notch 충격 테스트에서 CPM 154는 일반적으로 58 HRC에서 28줄(20피트-lbs)의 횡방향 인성을 나타냅니다. 이는 440C의 인성보다 약 2배 높은 수치입니다. 언제 CPM 154 강철 경도 를 61 HRC로 밀면 인성은 약간 감소하지만 비슷한 합금 함량의 기존 주조강보다 여전히 우수합니다.
내마모성은 CATRA 테스트 방법을 사용하여 측정합니다. CPM 154는 440C의 내마모성에서 120%~125%를 지속적으로 기록하여 연마하기 어렵지 않은 고성능 범주에 속합니다.
열처리 프로토콜
MWalloys는 칼날 및 산업용 부품용 강철을 최적화하기 위해 다음 프로토콜을 권장합니다.
오스테나이트화
왜곡을 최소화하려면 예열이 필요합니다. 1400°F(760°C)까지 가열하고 균일화합니다. 그런 다음 오스테나이트화 온도까지 올립니다. 표준 범위는 1900°F(1038°C)~2000°F(1093°C)입니다. 유지 시간은 단면 두께에 따라 30~60분입니다.
담금질
플레이트 담금질, 공랭식 또는 중단식 오일 담금질. 치수 안정성과 내식성을 극대화하려면 질소 가스 담금질을 사용하는 진공 용광로가 이상적입니다. 템퍼링하기 전에 125°F(50°C) 이하로 냉각하세요.
템퍼링 가이드라인
이중 템퍼링은 필수입니다. 스트레스가 많은 애플리케이션에는 3중 템퍼링이 권장됩니다. 각 템퍼링은 최소 2시간 동안 지속되어야 합니다. 내식성을 유지하려면 부식을 방지하는 크롬 매트릭스를 고갈시키는 크롬이 풍부한 탄화물이 형성되지 않도록 800°F 이하에서 템퍼링하는 것이 좋습니다.
가공성 및 연삭 작업
CPM 154는 균일한 카바이드 구조가 D2 또는 440C와 같은 잉곳강에 비해 공구 마모를 줄여주기 때문에 기계공들이 선호합니다. 연삭 시 강은 버에서 깨끗한 "브레이크"를 생성합니다. 이 특성은 입자 야금 공정과 직접적으로 연결되어 정삭 단계에서 일반적으로 미세 칩핑을 유발하는 큰 카바이드 클러스터가 형성되는 것을 방지합니다.
사례 연구: 식품 가공의 가동 시간 개선
다음 사례는 산업 환경에서 CPM 154의 실제 적용 사례를 보여 주며, MWalloys 엔지니어링 컨설팅을 통해 검증되었습니다.
프로젝트: 산업용 육류 슬라이서 블레이드 최적화
위치: 미국 일리노이주 시카고
날짜: 2024년 2월
문제: 한 대규모 육류 가공 시설에서는 고속 원형 슬라이서 블레이드에 D2 공구강을 사용하고 있었습니다. D2는 적절한 경도를 제공했지만 이 블레이드에는 두 가지 중요한 문제가 있었습니다. 첫째, 육류 단백질의 산성 특성으로 인해 부식이 발생했습니다. 둘째, D2의 거친 탄화물로 인해 절삭날에 미세한 칩핑이 발생하여 연마가 자주 중단되는 문제가 발생했습니다.
솔루션: MWalloys는 CPM 154로 전환할 것을 권장했습니다. 우리는 다음을 목표로 열처리를 지정했습니다. CPM 154 강철 경도 저온 온도(400°F)의 60 HRC로 내식성을 극대화합니다.
증거: 이 시설은 기존 D2 재고와 함께 CPM 154 블레이드로 파일럿 라인을 운영했습니다. 유지보수 로그는 90일 동안 "샤프닝 간격(TBS)"을 추적하고 부식에 대한 육안 검사를 실시했습니다.
결과:
- 부식: CPM 154 블레이드에서 피팅이 관찰되지 않았습니다. D2 블레이드는 즉시 오일을 바르지 않으면 48시간 이내에 산화되는 것으로 나타났습니다.
- 가동 시간: TBS는 40% 증가했습니다. CPM 154 면도날은 더 미세한 카바이드 구조가 칩핑 없이 더 얇고 안정적인 가장자리 형상을 지원하여 면도날을 더 오래 유지했습니다.
- 비용 절감: CPM 154의 높은 원자재 비용에도 불구하고 가동 중단 시간이 줄어들어 슬라이싱 부서의 연간 순 절감액은 15%에 달했습니다.
현대 제조 분야의 애플리케이션
CPM 154의 다용도성 덕분에 다양한 분야에서 사용할 수 있습니다. 엠월로이는 이 소재를 공급합니다:
- 커틀러리: 접이식 칼, 사냥용 고정 칼날, 주방용 수저.
- 베어링 및 부싱: 항공우주 분야에서의 내식성 베어링 레이스.
- 플라스틱 사출 금형: 고광택을 낼 수 있어 거울 마감이 필요한 금형에 탁월합니다.
- 산업용 커터: 식품 가공용 칼날, 섬유 절단기, 포장용 칼.
자주 묻는 질문(FAQ)
1. 열처리 후 일반적인 CPM 154 강철 경도는 얼마인가요?
2. 최고의 CPM 154 강철 등가물은 무엇인가요?
3. CPM 154는 쉽게 녹이 슬나요?
4. CPM 154가 S30V보다 나은가요?
5. CPM 154를 식칼에 사용할 수 있나요?
6. 극저온 처리는 CPM 154에 어떤 영향을 미치나요?
7. CPM 154는 자성이 있나요?
8. CPM 154가 440C보다 비싼 이유는 무엇인가요?
9. CPM 154를 용접할 수 있나요?
10. CPM 154를 연마하는 데 가장 적합한 연마재는 무엇인가요?
조달 및 공급망 고려 사항
CPM 154를 소싱할 때는 기존 제품과 동등한 제품이 아닌 진정한 분말 야금 제품을 받으려면 강철의 출처를 확인하는 것이 중요합니다. 위조 소재는 성분은 모방하지만 CPM 공정을 거치지 않은 경우가 많기 때문에 성능이 떨어집니다.
MWalloys는 다양한 형태로 CPM 154를 제공합니다:
- 시트/플레이트: 정밀 연마 또는 열간 압연 마감.
- 바 스톡: 가공용 원형 및 평면 막대.
- 사용자 지정 크기: 특정 툴링이 필요한 경우 요청 시 제공됩니다.
엔지니어는 기존 잉곳 버전을 받지 않으려면 청사진에 "154강"이 아닌 "CPM 154"를 명시적으로 지정해야 합니다. "CPM" 지정은 필요한 인성과 마감을 제공하는 입자 야금 미세 구조를 보증하는 것입니다. 다음에 관한 자세한 데이터시트 CPM 154 강철 경도 곡선 또는 특정 CPM 154 강철 등가물, MWalloys 엔지니어링 지원팀에 문의하세요.
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