D2와 S7 공구강 비교: 구성, 속성, 선택 방법

D2와 S7 공구강 사이의 선택은 다음 두 가지 중 하나를 선택해야 합니다. 내마모성 그리고 충격 인성. D2(AISI D2) 은 연마 마모가 주요 고장 모드이고 충격 하중이 적은 연속 절삭, 전단 및 스탬핑 작업에 탁월한 선택이며, 모서리를 더 오래 유지하지만 칩핑에 취약합니다. S7(AISI S7) 는 치즐, 무거운 펀치, 콘크리트 브레이커 등 공구가 파손 없이 운동 에너지를 흡수해야 하는 고충격 응용 분야에 필수적인 소재입니다. 얇은 재료를 대량으로 슬라이스하는 작업이라면 D2를 지정하세요. 공구가 망치와 같은 반복적인 타격이나 무거운 하중 충격을 받는 경우 S7을 지정하십시오. D2는 충격을 받으면 파손되고 S7은 마모가 심한 환경에서 조기에 마모되므로 둘 중 하나를 다른 것으로 대체하지 마십시오.

야금 조성 및 합금 화학 분석

이러한 강철이 작업장에서 다르게 작동하는 이유를 이해하려면 화학적 구조를 살펴봐야 합니다. 성능 차이는 크롬과 탄소 수준에 따른 카바이드 형성에서 직접적으로 비롯됩니다.

프로젝트에 D2 및 S7 공구강이 필요한 경우 MWalloys에 문의하여 무료 견적을 받아보세요.

화학 성분 분석(AISI 표준)

다음 표는 이러한 합금을 정의하는 공칭 화학적 중량 비율을 간략하게 설명합니다. 크롬 함량에 큰 차이가 있음을 주목하세요.

카바이드 효과와 입자 구조

D2 강철에서 1.5% 탄소와 12% 크롬의 조합은 거대한 1차 크롬 탄화물로 채워진 미세 구조를 만듭니다. 현미경으로 보면 D2는 콘크리트 골재처럼 보입니다. 이러한 "암석"(탄화물)은 극한의 내마모성을 제공하지만 응력을 높이는 역할을 합니다. D2가 고장 나면 이러한 부서지기 쉬운 탄화물을 통해 균열이 쉽게 전파되기 때문에 일반적으로 치명적으로 깨지거나 부서집니다.

탄소와 크롬 함량이 현저히 낮은 S7은 매우 미세한 탄화물이 포함된 마르텐사이트 구조에 의존합니다. 거대한 탄화물이 없기 때문에 강철 격자가 응력을 받아도 균열 없이 약간 변형될 수 있습니다. S7에 더 높은 실리콘과 몰리브덴을 첨가하면 강철이 높은 인장 강도를 유지하면서 코어 깊숙이 경화되어 저합금강에서 볼 수 있는 "뭉툭함"을 방지하는 독특한 균형을 이룰 수 있습니다.

기계적 특성 및 성능 지표

MWalloys 재고를 활용하는 엔지니어는 종종 트레이드오프 수치를 문의합니다. 다음은 실제 테스트에서 이러한 수치가 어떻게 누적되는지입니다.

경도 기능(HRC)

• D2 작업 경도: 일반적으로 다음과 같이 템퍼링됩니다. 58-62 HRC. 마찰이 많은 작업(공기 경화) 중에 열이 발생해도 이 경도를 유지합니다.

• S7 작업 경도: 일반적으로 다음과 같이 템퍼링됩니다. 54-58 HRC. 담금질 직후 60 HRC에 도달할 수 있지만, 충격에 대한 잠재력을 발휘하려면 50대 중반까지 템퍼링해야 합니다.

인성 대 내마모성 매트릭스

이 섹션에서는 장애 모드와 관련된 주요 LSI 키워드를 다룹니다.

• 샤피 V-노치 인성: S7은 대략 다음과 같은 기능을 제공합니다. 125 피트-lbs 최적의 경도에서 충격 에너지를 흡수하는 비율입니다. D2는 종종 다음과 같이 등록됩니다. 20 피트-lbs. S7은 사실상 D2보다 5~6배 더 강합니다.

• 압축 강도: D2는 탄소 함량이 높아 압축 강도가 우수하여 변형 없이 무거운 정하중을 견뎌야 하는 스탬핑 금형에 이상적입니다.

• 차원 안정성: D2는 열처리 시 안정성이 뛰어난 "냉간 가공" 강으로 알려져 있습니다. 거의 움직이지 않습니다. S7도 공기 경화강으로서 비교적 안정적이지만, 크기 변화를 허용할 수 없는 복잡한 금형 섹션에는 D2가 최고의 표준입니다.

열처리 프로토콜 및 처리 뉘앙스

적절한 열처리는 고성능 MWalloys 공구와 고철의 차이점입니다. 이 두 가지에 대한 프로토콜은 크게 다릅니다.

오스테나이트화 및 담금질

D2 는 매트릭스에 충분한 탄화물을 녹이기 위해 더 높은 오스테나이트화 온도(약 1850°F/1010°C)가 필요합니다. 엄밀히 말하면 공기 경화강입니다. 오일 담금질 D2는 위험하며 종종 균열로 이어집니다.

S7 더 낮은 온도(약 1725°F/940°C)에서 오스테나이트화됩니다. 공기 또는 오일로 담금질할 수 있습니다(단면이 두꺼운 경우). S7의 공기 담금질 기능은 오일이나 물이 필요하고 심하게 뒤틀렸던 S1 또는 S5와 같은 구형 쇼크 스틸에 비해 큰 장점입니다.

템퍼링 전략

• D2 함정: D2는 높은 템퍼링 온도에서 "2차 경화"라는 현상이 나타나지만 이로 인해 인성이 급격히 감소합니다. 대부분의 냉간 가공 분야에서는 경도를 유지하기 위해 저온 템퍼링(400°F)이 선호됩니다.

• S7 스위트 스팟: S7은 보통 400°F에서 500°F 사이에서 템퍼링됩니다. S7을 너무 높게(800°F 이상) 템퍼링하면 예상과 달리 인성이 급격히 떨어집니다.

기계 가공성, 연삭 및 제작

공구 제작자와 기계공에게 있어 강철의 비용은 종종 가공 비용에 비해 부차적인 문제입니다.

어닐링 상태에서의 가공

• D2: W1 경화강에 비해 약 50-60%의 가공성을 가집니다. 부드러운 상태에서도 절삭 공구에 연마성이 있습니다. D2 가공 시 더 많은 초경 인서트가 소모됩니다.

• S7: 약 75-85% 가공성 등급. 깨끗하게 절삭되고 마모성이 적습니다. 그러나 S7은 밀에서 구상화 어닐링이 올바르게 수행되지 않은 경우 "거미"가 될 수 있습니다.

연삭 및 EDM(방전 가공)

경화된 D2 연삭은 어렵습니다. 크롬 카바이드가 연삭 휠에 저항하여 유약이 생기고 국부적인 과열(연소)이 발생합니다. CBN 휠 또는 소프트 본드 알루미늄 산화물을 사용하세요.

S7은 경화된 상태에서도 비교적 쉽게 연삭됩니다. 그러나 EDM을 사용하는 경우 두 강 모두 피로에 의한 조기 공구 고장으로 이어질 수 있는 표면 미세 균열을 방지하기 위해 "백색 층"(재주조 층)을 주의 깊게 제거해야 합니다.

산업 애플리케이션 시나리오: 어디에 사용해야 할까요?

이 섹션에서는 조달 담당자가 재고를 요청과 일치시키는 데 도움을 줍니다.

D2 공구강 지정 시기

"비충격, 고마모" 환경에서는 D2를 선택합니다:

1. 블랭킹 다이: 얇은 판금, 스테인리스 스틸 또는 연마성 알루미늄을 스탬핑합니다.

2. 로터리 슬리터: 지속적으로 절단하고 열을 발생시키는 나이프.

3. 스레드 롤링 다이: 높은 압축 강도와 내마모성이 필요한 경우(나사산이 잘 끊어지지 않는 경우).

4. 플라스틱 사출 금형: 크롬 함량이 마모와 가벼운 부식을 방지하는 데 도움이 되는 연마성 플라스틱(유리 충전 나일론)을 성형하는 데 적합합니다.

S7 공구강 지정 시기

"고충격, 과부하" 환경에서는 S7을 선택하세요:

1. 펀치: 펀치가 진입 시 압축 충격과 후퇴 시 인장 충격을 받는 두꺼운 판을 뚫습니다.

2. 치즐 및 공압 도구: 콘크리트 브레이커, 리벳 세트.

3. 플라스틱 사출 금형: 특히 금형 본체에 균열이 발생할 위험이 높은 대형 금형이나 아연 다이캐스팅 금형에 적합합니다.

4. 전단 블레이드: 재질을 예측할 수 없는 무거운 게이지 고철을 절단하는 데 적합합니다.

각 강철이 일반적으로 사용되는 곳

비교 성능 표(일반적인 범위)

비용 및 공급망 가용성 비교

현재 철강 시장의 경우 합금 할증료(특히 몰리브덴과 바나듐)에 따라 가격이 변동합니다.

• 기본 비용: 일반적으로 D2는 크롬과 탄소 함량이 높기 때문에 S7보다 파운드당 약간 더 비싸지만, 몰리브덴의 시장 급등으로 인해 때때로 S7이 더 높아질 수 있습니다.

• 가용성: 둘 다 MWalloys의 표준 "재고" 품목입니다. D2는 원형, 평면 및 판재로 널리 사용 가능합니다. S7도 일반적이지만 D2에 비해 매우 큰 단면(12인치 이상)은 찾기가 더 어렵습니다.

• 가공 비용 계수: D2 소재는 20% 더 비쌀 수 있지만, 가공 시간은 D2가 S7보다 30~40% 더 길 수 있습니다. 부품에 복잡한 형상 제거가 필요한 경우 S7이 총 부품 비용이 더 낮습니다.

내식성 및 환경 내구성

흔히 D2에 12% 크롬이 함유되어 있어 스테인리스 스틸이라고 오해하는 경우가 있습니다. 이는 잘못된 상식입니다.

• D2 "반스테인리스": D2는 O1이나 A2보다 대기 중 녹에 더 잘 견디는 크롬이 충분하지만, 탄소가 크롬의 대부분을 탄화물에 묶어두기 때문입니다. 습기나 산에 노출되면 녹이 슬게 됩니다. 의료용 또는 식품 등급의 스테인리스 표준(예: 440C)을 충족하지 않습니다.

• S7 부식: S7은 내식성이 매우 낮습니다. 습한 환경이나 부식성이 있는 플라스틱 성형에 사용할 경우 오일을 바르거나 도금(크롬/니켈)해야 합니다.

M합금 선정 평결: 최종 체크리스트

구매 주문서를 마무리하기 전에 이 체크리스트를 사용하세요:

1. 워크로드가 가혹한가요? (모래, 유리, 종이, 슬라이딩 금속) -> -> D2 선택.

2. 워크로드에 큰 영향을 미치나요? (망치질, 무거운 주먹질, 떨어뜨리기) -> -> S7 선택.

3. 벽이 얇고 복잡한 부품인가요? -> D2 선택 (안정성을 위해) 충격이 없는 경우, 그렇지 않은 경우 S7 (벽 골절 방지).

4. 칼날이 필요하신가요? -> D2 슬라이싱을 위해; S7 도끼처럼 자를 때 사용합니다.

5. EDM을 사용하고 있나요? -> S7 는 스트레스를 적절히 해소하면 일반적으로 EDM 프로세스에 더 관대합니다.

일반적인 장애 모드에 대해 선택할 수 있는 항목