공구강 재료의 특성 및 용도: STD11, STS3, SKH9, STC105

공구강은 공업용 도구의 제조에 사용되는 강재로, 고온에서 강한 인성과 경도를 유지해야 하는 용도에 사용됩니다.

이번 포스트에서는 공구강 재료 중 STD11, STS3, SKH9, STC105의 각각의 성분과, 물성치, 용도, 특이사항에 대해 알아보겠습니다.(feat.합금공구강, 탄소공구강, 냉간금형 공구강)

1. STD11 (JIS:SKD11, ASTM:D2)

1) 성분

C(Carbon): 1.40~1.60%

Si(Silicon): 0.10~0.60%

Mn(Manganese): 0.10~0.60%

P(Phosphorus): 0.030% max

S(Sulfur): 0.030% max

Cr(Chromium): 11.00~13.00%

Mo(Molybdenum): 0.70~1.20%

V(Vanadium): 0.50~1.10%

2) 물성치

비중: 7.7g/cm³

Annealed 경도(HB:브리넬): 255

Cold drawn 경도(HB:브리넬): 269

3) 용도

초정밀 Jig, 일반 Cutter, Dies, Punch, Gauge, 전조 Roller

4) 특이사항

내마모성 불변형용 열충격에 강함

열처리 후 변형이 적음

열처리 후 표면과 중심과의 경도변화 거의 없음

P.K 처리 불가능

2. STS3 (JIS:SKS3, ASTM:O1)

1) 성분

C(Carbon): 0.85~1.00%

Si(Silicon): 0.10~0.50%

Mn(Manganese): 1.00~1.40%

P(Phosphorus): 0.030% max

S(Sulfur): 0.030% max

Cr(Chromium): 0.40~0.70%

W(Tungsten): 0.40~0.60%

V(Vanadium): 0.30% max

2) 물성치

비중7.83g/cm³

Annealed 경도(HB:브리넬): 212

Cold drawn 경도(HB:브리넬): 241

3) 용도

순금도금 공구, 몰드 등 높은 강도 및 납작도가 필요한 플라스틱 금형, Gauge, Tap, Dies, 절단기, 칼날 등

4) 특이사항

내마모성 불변형용 경화능이 좋음

열처리후 변형이 적음

탄소공구강(STC 3)의 사용이 부적당한 경우,대체재질로 많이 사용

고온에서도 경도와 인성을 유지하는 능력이 높다.

3. SKH51(JIS:SKH51, ASTM:M2)

1) 성분

C(Carbon): 0.78~0.88%

Si(Silicon): 0.20~0.45%

Mn(Manganese): 0.15~0.40%

P(Phosphorus): 0.030% max

S(Sulfur): 0.030% max

Cr(Chromium): 3.75~4.50%

W(Tungsten): 5.50~6.75%

V(Vanadium): 1.75~2.20%

Mo(Molybdenum): 4.50~5.50%

2) 물성치

비중8.14g/cm³

Annealed 경도(HB:브리넬): 248

Cold drawn Annealed 경도(HB:브리넬): 255

Cold drawn 경도(HB:브리넬): 262

3) 용도

절삭 공구강, 기타 공구(선반 공구, Drill, Tap, Reamer, Milling Cutter, Endmill, Gear Cutter)

4) 특이사항

내마모성 내충격성 경화능이 좋음

질화열처리를 적용하기도 함

P.K 처리 불가능

4. STC3 신 KS:STC105 (구 JIS:SK3, 신 JIS:SK105, ASTM:W1)

1) 성분

C(Carbon): 0.80~1.05%

Si(Silicon): 0.10~0.40%

Mn(Manganese): 0.10~0.40%

P(Phosphorus): 0.030% max

S(Sulfur): 0.030% max

Cr(Chromium): 0.15% max

W(Tungsten): 0.15% max

V(Vanadium): 0.10% max

Mo(Molybdenum): 0.10% max

Cu(Copper): 0.20% max

Ni(Nickel): 0.20% max

2) 물성치

비중7.83g/cm³

Annealed 경도(HB:브리넬): 202

Cold drawn 경도(HB:브리넬): 241

3) 용도

태엽, 목공용 드릴, 도끼, 면도날, 철공용 칼, 펜촉, 목공용 띠톱, 연마봉

4) 특이사항

열처리시 변형이 심함

열처리봉의 경우, Φ15이하에 적용함이 좋음

SM 45C의 사용이 부적당한 경우, 대체 재질로 많이 사용.