4340 RHC 30-35 원형 바는 로크웰 C 30-35 범위의 안정적인 관통 경도가 필요한 부품에 고강도, 연성, 파단 인성 및 깊은 경화성을 신뢰할 수 있는 조합으로 제공합니다. 적절한 담금질 및 템퍼링 가공을 통해 샤프트, 핀, 무거운 패스너, 항공우주 랜딩 기어 링크 등의 부품에 긴 피로 수명과 충격에 대한 저항력을 제공하는 균형 잡힌 미세 구조가 만들어집니다.

4340 스틸이란 무엇인가요?

4340은 강도와 인성의 높은 조합이 필수적인 곳에 널리 사용되는 중탄소 니켈-크롬-몰리브덴 합금강입니다. 로크웰 경도 약 30-35 HRC(여기서는 RHC 30-35로 표시)를 목표로 담금질 및 템퍼링된 상태로 공급되는 이 원형 봉강은 하중이 큰 회전축, 항공기 부품, 무거운 핀 및 고응력 구조용 패스너에 탁월한 원재료가 됩니다. 일반적인 공급 방식에는 항공우주 또는 산업용 사양을 충족하는 사전 경화 및 템퍼링된 라운드가 포함됩니다.

주요 원소의 화학적 조성 및 야금학적 역할

아래는 AISI/SAE 4340의 업계 일반적인 범위를 반영하는 간결한 구성표입니다(프리미엄 제품의 경우 UNS G43400/AMS 변형이 있음).

이 화학 물질은 적절한 열처리 후 깊은 경화성과 강화 마르텐사이트 매트릭스를 생성하여 이 등급의 유용한 기계적 인벨롭을 뒷받침합니다.

물리적 속성

• 밀도: ~7.85g/cm³

• 탄성 계수(영): ~200-210 GPa

• 전단 계수: ~80 GPa

• 열전도율 및 팽창: 중탄소 합금강과 일치하는 값, 정확한 설계 수치는 특정 밀 인증에 문의하세요.

이러한 기준값은 열처리에 따른 강도 입력과 결합할 경우 엔지니어링 응력/변형률 계산 및 유한 요소 모델에 적합합니다.

성질 조건별 기계적 특성

이 표에는 일반적인 조건에서 4340 원형 봉강의 대표적인 기계적 물성 범위가 요약되어 있습니다. 실제 물성은 공급업체, 열처리, 단면 크기 및 테스트 방법에 따라 달라질 수 있습니다.

참고: 속성은 섹션 크기와 정확한 템퍼 프로토콜에 따라 크게 달라집니다. 설계 안전 계수는 공급업체에서 인증한 테스트 보고서를 사용하세요.

경도 목표 RHC 30-35: 열처리 일정 및 예상 결과

원형 바에서 30~35 HRC를 균일하게 생산하려면 체계적인 열처리가 필요합니다. 상업적으로 입증된 여러 경로가 존재하며, 요약 표에는 일반적인 산업 레시피가 나와 있습니다.

실용적인 참고 사항: 저온(180-220°C)에서 템퍼링하면 경도는 매우 높지만 인성이 떨어지고, 450-650°C에서 템퍼링하면 RHC 30-35에 사용되는 유리한 인성/경도 밸런스를 얻을 수 있습니다. 대구경 봉강의 경우 균일성을 보장하기 위해 소재 단면에 맞게 템퍼링 시간을 조정해야 합니다.

제조, 크기, 공차 및 일반적인 공급 형태

4340 원형 바가 제공됩니다:

• 열간 압연 원형(긴 길이, 경제성)

• 냉간 가공/선반 가공(더 엄격한 공차, 더 나은 표면 마감)

• 사전 경화 및 템퍼링된 라운드(지정된 경도 제공)

밀링 및 유통업체에서 제공하는 일반적인 직경 범위: 밀링 및 단조 능력에 따라 6mm에서 최대 300mm 이상. 표준 길이는 일반적으로 3~6m이며, 필요에 따라 원하는 길이로 절단할 수 있습니다. 공차 등급(h9, h10 등) 및 인증(EN 10204 3.1/3.2, 밀 테스트 인증서)은 표준 상업 관행입니다.

미세 구조 거동, 골절 및 피로 성능

담금질 및 템퍼링 후 4340의 미세 구조는 일반적으로 미세하게 분산된 전이 탄화물이 있는 강화 마르텐사이트로 구성됩니다. 이 구조는 높은 인장 강도와 함께 주목할 만한 파괴 인성을 제공합니다. 피로 강도는 다음과 같은 경우에 우수합니다:

• 잔류 표면 압축 응력이 존재하거나(샷 피닝, 유도 경화), 또는

• 표면 마감이 양호하고 응력 집중이 최소화됩니다.

회전 샤프트 및 주기적 하중의 경우 필요한 범위의 경도를 유지하면서 충격 에너지를 최대화하려면 450~650°C 대의 템퍼를 사용하는 것이 좋습니다. 설계자는 미션 크리티컬 부품에 대해 공급업체에 피로 테스트 데이터를 요청해야 합니다.

2차 작업: 기계 가공, 용접, 표면 경화, 질화 처리

• 가공: 가공성 등급은 보통이며 어닐링 또는 정규화 조건에서 가장 잘 수행됩니다. 고경도 제품에는 적절한 툴링, 이송 및 절삭유가 필요합니다.

• 용접: 예열 및 용접 후 열처리 권장, 필러 선택 시 경화성 및 균열 취약성을 고려해야 합니다. 완전히 경화된 부분을 용접하는 것은 통제된 절차 없이는 위험이 높습니다.

• 표면 처리: 유도 경화, 화염 경화 또는 질화는 표면 내마모성을 강화하는 동시에 관통 인성을 보존합니다. 질화는 코어 인성은 그대로 유지하면서 케이스 경도를 Rc 60 이상으로 높일 수 있습니다.

품질 관리, 테스트 및 추적성

중요한 부품 요청의 경우:

• 밀 테스트 인증서 EN 10204 3.1/3.2

• 경도 맵(막대 전체와 막대를 따라 여러 로크웰 C 판독값)

• 인장 시험 보고서 및 샤르피 충격 테스트(지정된 경우)

• 화학 분석 보고서 및 열/배치 식별

• 필요한 경우 AMS/ASTM 또는 공급업체 항공우주 사양을 준수합니다(AMS 6414, ASTM A322, ASTM A29 변형이 존재).

비파괴 검사 옵션: 초음파 검사, 자성 입자 검사, 표면 균열 감지는 무결성이 높은 부품에 일반적으로 사용됩니다.

애플리케이션 선택 참고 사항 및 엔지니어링 팁

• 부품이 충격에 견디는 인성을 유지하면서 중간 정도의 마모에 견뎌야 하는 경우 RHC 30-35를 선택하십시오.

• 마모 요구 사항이 매우 높은 경우 더 단단한 케이스와 30-35 HRC 코어를 사용하거나 피로 부하가 허용되는 경우 더 높은 강화 경도를 선택합니다.

• 대형 섹션의 경우 경화성 차트를 확인하고 열처리기에 대표 테스트 쿠폰을 요청하여 최종 특성을 검증합니다.

조달 체크리스트 및 등급 등가물

4340 RHC 30-35 라운드 바를 주문할 때 다음을 포함합니다:

• 정확한 화학 또는 사양(예: AMS 6414 VAR, ASTM A322, UNS G43400)

• 요청된 경도 범위 및 측정 방법(로크웰 C)

• 단면 크기 및 마감(열연 및 냉연 마감)

• 필수 테스트(샤르피, 인장, 경도 맵)

• 추적성 수준(EN 10204 3.1/3.2)

• 표면 마감 요구 사항, 포장 및 배송 리드 타임

일반적인 국제 등가물: 34CrNiMo6(EN), 1.6582(독일), SNCM447(일본); 공급업체와 기계적 및 화학적 동등성을 확인합니다.

취급, 보관 및 검사 지침

• 표면이 녹슬지 않도록 바를 건조하고 덮개가 있는 랙에 보관하세요.

• 입고되는 자재에 공장 식별 스탬프가 있는지 검사하고 인증서를 열 번호와 대조하여 확인합니다.

• 가공 전에 경도 스팟 검사를 수행하여 납품된 성질을 확인합니다.

• 재료를 사내에서 재열 처리할 경우 담금질 매체, 퍼니스 보정 및 냉각 속도 제어를 확인합니다.

표 A - 일반적인 템퍼링 온도 대 예상 HRC(근사치, 공급업체 곡선 참조)

(값은 예시이며 실제 결과는 합금, 담금질 및 단면 크기에 따라 달라집니다.)

표 B - 빠른 비교: 4340 RHC 30-35와 일반적인 대안 비교

자주 묻는 질문

1. "RHC 30-35"는 무엇을 의미하나요?
   RHC는 C 스케일로 측정한 로크웰 경도를 나타냅니다. 숫자 범위 30-35는 코어 재료의 목표 경도 대역을 정의합니다.

2. 4340을 30-35 HRC로 사전 경화하여 공급할 수 있나요?
   예. 많은 밀에서 특정 로크웰 C 밴드 인증을 받은 사전 경화 및 템퍼링된 바를 제공합니다.

3. 30-35 HRC에서 4340을 가공할 수 있습니까?
   가공은 가능하지만 어닐링 봉재에 비해 공구 수명이 감소합니다. 대량 가공의 경우 공급된 봉재를 더 부드러운 상태로 구입한 다음 필요할 때 완성된 부품을 열처리합니다.

4. 4340 RHC 30-35에는 질화가 권장됩니까?
   질화 가공이 가능하며 코어 인성은 그대로 유지하면서 표면 경도를 크게 높일 수 있습니다. 질화물 공정과 베이스 템퍼의 호환성을 확인합니다.

5. 섹션 크기가 달성 가능한 경도를 변경하나요?
   예. 직경이 클수록 경화가 덜 철저하게 이루어집니다. 원하는 형상에 맞는 열처리기에 테스트 쿠폰을 요청하세요.

6. 배송과 함께 어떤 테스트가 도착해야 하나요?
   밀 화학 분석, 인장 시험, 경도 판독 및 필요한 경우 EN 10204 3.1/3.2 또는 이에 상응하는 인증서를 제공합니다.

7. 4340을 후열 없이 용접할 수 있습니까?
   예열 및 용접 후 열처리 없이 고경도 4340을 용접하면 균열이 발생할 위험이 있습니다. 적격 절차를 사용하세요.

8. 어떤 산업에서 4340 RHC 30-35를 주로 사용하나요?
   항공우주, 중장비, 석유 및 가스, 자동차 부품, 광산 장비.

9. 피로 수명에 도움이 되는 표면 마감은 무엇인가요?
   샷 피닝, 연마 및 스트레스 농축기 제거로 피로 성능이 향상됩니다.

10. 주문할 때 어떤 표준을 인용해야 하나요?
    고객이 원하는 특정 AMS 또는 ASTM 표준을 사용합니다. 프리미엄 항공우주 품질은 AMS 6414(VAR) 또는 이와 유사한 표준을, 산업용 공급품은 ASTM 또는 이에 상응하는 표준을 견적하세요.

사양 작성자를 위한 엔지니어링 노트

• 경도 허용 오차(+/-1-2 HRC)와 측정 방법을 지정합니다.

• 필요한 테스트 위치와 길이/직경당 경도 판독 횟수를 포함하세요.

• 안전이 중요한 구성 요소의 경우 설계 온도에서 충격 테스트가 필요합니다.

• 고장 조사를 위해 밀 열 번호 추적성 및 보관된 샘플을 요구합니다.

소싱, 리드 타임 및 비용 동인

비용 요소에는 품질 등급(상용 대 VAR/VAC-ARC), 직경, 마감, 필수 테스트, 열처리 복잡성 등이 포함됩니다. 프리미엄 항공우주 등급 4340(VAR/CEVM)은 더 높은 가격과 더 긴 리드 타임을 요구합니다. 일반적인 재고 유통업체의 리드 타임은 즉시 입고부터 맞춤형 열처리 및 인증의 경우 4~8주까지 다양합니다. twmetals.comrisingstarsteel.com

권위 있는 참조 자료

• MatWeb / ASM - 4340 Steel(기계적 특성 데이터시트)
• 카펜터 기술 - 4340 VAC-ARC / 데이터 시트(열처리 곡선)
• SSA Corp - 4340 AMS 6414 VAR 데이터시트(프리미엄 항공우주 사양)
• 아틀라스 스틸 - 4340 관통 경화 바(기술 게시판)