강재

강재는 가공 부품의 핵심입니다. 하지만 등급 없이 "강재"라는 말은 아무 의미가 없습니다 — 1045와 D2는 전혀 다르게 동작합니다. 이 페이지는 올바른 등급을 선택하고, 어떤 열처리를 지정해야 하는지 알며, 실제로 달성할 수 없는 경도를 과도하게 지정하는 비용이 많은 실수를 피하는 데 도움을 줍니다.

어떤 강재가 필요하신가요?

여기서 시작하세요. 답변이 재료 원가, 가공 시간, 열처리 필요 여부를 결정합니다.

상황	이것을 사용하세요	이유
일반 샤프트, 핀, 브래킷	1045	가장 저렴한 탄소강. 대부분의 비임계 부품에 적합. 담금질+뜨임으로 25–35 HRC.
기어, 액슬, 고하중 부품	4140	만능 합금강. 우수한 철through 경화, 적절한 가공성. 담금질+뜨임으로 28–38 HRC.
고강도 구조 부품	4340	4140보다 높은 경화성. 4140이 필요한 코어 경도에 도달할 수 없을 때 사용. 40–50 HRC.
절삭 공구, 펀치, 금형	D2	고탄소 고크롬 공구강. 58–62 HRC. 내마모성 우수하지만 취성.
다이캐스팅 금형, 단조 금형	H13	열간 가공 공구강. 500°C+에서 경도 유지. 44–52 HRC.
내식성 + 경도	420 SS	적절한 경화성을 가진 스테인리스 강. 40–50 HRC. 외과 기기, 펌프 샤프트.
용접 조립체	1045 또는 4140	4140은 예열 필요(200°C+). D2와 H13은 용접 불가.
예산 우선	1045	가장 저렴한 강재. 가장 빠른 가공. 가장 넓은 가용성.

강재 데이터 한눈에 보기

특성	1045	4140	4340	D2	H13	420 SS
분류	탄소강	합금강	합금강 (NiCrMo)	공구강 (고 Cr)	열간 가공	마르텐사이트 SS
인장 강도 (MPa)	585 (풀림)	655 (풀림)	745 (풀림)	—	—	655 (풀림)
경화성	낮음	중간	높음	매우 높음	높음	중간
최대 HRC (H&T)	35	38 (유: 오일)	50 (유: 오일)	62 (유: 오일/공기)	52 (유: 공기)	50 (유: 공기/오일)
담금질 매질	물	오일	오일	오일 / 공기	공기	공기 / 오일
가공성	양호	양호	보통	불량 (H&T 전)	보통	보통
용접성	가능	예열 필요	예열 필요	불가	불가	예열 필요
밀도 (g/cm³)	7.85	7.85	7.85	7.70	7.80	7.80
상대 원가	1.0x	1.3–1.8x	1.5–2.0x	3–5x	3–5x	2–3x

열처리 결과

열처리 없는 강재는 그저 강재일 뿐입니다. 대부분의 가공 부품은 어떤 형태의 담금질+뜨임이 필요합니다. 아래 표는 기대할 수 있는 것을 보여줍니다.

강재	담금질	뜨임 (°C)	결과 (HRC)	결과 (HB)	용도
1045	물	400–550	25–35	255–320	샤프트, 핀, 브래킷
4140	오일	400–600	28–38	270–350	기어, 액슬, 커플링
4340	오일	200–430	40–50	380–480	고강도 볼트, 샤프트
D2	오일 / 공기	200–300	58–62	—	절삭 공구, 성형 금형
H13	공기	500–600	44–52	—	다이캐스팅 금형, 열 단조
420 SS	공기 / 오일	200–400	40–50	—	외과 기기, 밸브 스템

경화성 함정 1045는 물 담금질하지만, 작은 단면(<20mm)에서만 철through 경화를 달성합니다. 두꺼운 부품에서는 코어가 연한 상태로 유지됩니다. 50mm 샤프트 전체에 35 HRC가 필요하다면, 1045가 아니라 4140(오일 담금질)이 필요합니다. 이것이 가장 흔한 강재 선택 오류입니다.

4140 vs 4340 — 업그레이드 시기

4140은 합금강 응용의 80%를 처리합니다. 하지만 4340은 니켈을 함유하여 더 깊은 경화성과 높은 경도에서 더 좋은 인성을 제공합니다.

요구사항	선택	이유
일반 기어/샤프트 (대부분의 경우)	4140	더 저렴, 충분함, 널리 재고됨
큰 단면(>50mm)에서 높은 코어 경도 필요	4340	니켈이 더 깊은 경화성 제공
45+ HRC에서 충격 저항	4340	노치 인성이 현저히 우수
원가 민감	4140	4340보다 20–30% 저렴

공구강: D2 vs H13

D2와 H13은 모두 비싸고, 내마모성이 우수하지만, 완전히 다른 용도로 사용됩니다.

특성	D2	H13
유형	냉간 가공 공구강	열간 가공 공구강
경도	58–62 HRC	44–52 HRC
내마모성	우수 (고 Cr)	양호
인성	낮음 (취성)	양호
적열 경도	불량 (>300°C에서 연화)	우수 (500°C+에서 유지)
가공 (풀림 상태)	불량 (마모성)	보통
용도	블랭킹 금형, 펀치, 전단 블레이드	다이캐스팅 금형, 단조 금형, 압출

충격 하중 부품에 D2를 사용하지 마세요 60 HRC에서 D2는 단단하지만 취성입니다. 충격 하에서 칩핑과 균열이 발생합니다. 공구에 충격 하중이 있는 경우 A2나 S7을 사용하세요. D2는 미끄럼 마모용이지 충격용이 아닙니다.

구매 팁

팁	상세
상태를 지정하세요	"4140"은 불완전합니다. "4140 풀림"(가공 후 H&T용) 또는 "4140 Q&T to 30–35 HRC"(사전 처리)이라고 하세요. 사전 처리는 시간을 절약하지만 가공이 더 어렵습니다.
MTR 요청	임계 부품의 재료 시험 보고서. 화학 성분이 규격과 일치하는지 확인하세요.
중국 국내 강재	국내 4140은 보통 양질입니다 (45CrMo4 등가). D2와 H13 품질은 다양합니다 — 공급업체와 확인하세요. 공구강의 경우 수입(Bohler, Uddeholm)이 종종 추가 비용을 정당화합니다.
사전 가공 vs 사전 처리	먼저 가공한 후 H&T이 필요하면 풀림 상태로 주문하세요. 치수가 단순하고 연삭/마감만 필요하면 사전 처리 상태를 주문하세요. 사전 처리 재료는 가공이 2–3배 느립니다.
크기 가용성	1045와 4140은 모든 크기에서 사용 가능합니다. D2와 H13은 종종 표준 플레이트/바 크기로 제한됩니다. 비표준 크기의 경우 추가 리드 타임을 허용하세요.

일반적인 실수

실수	결과	올바른 방법
철through 경화가 필요한 두꺼운 부품에 1045 지정	코어가 연한 상태로 유지, 서비스 중 부품 불량	단면 >20mm에는 4140 또는 4340 사용
4140에 60 HRC 지정	일관되게 달성 불가 — 최대 ~38 HRC	60 HRC에는 D2가 필요, 4140이 아님
D2를 물에 담금질	균열 발생. D2는 오일 또는 공기 담금질이어야 함.	각 등급에 올바른 담금질 매질을 따르세요
충격 공구에 D2 사용	충격으로 인한 칩핑 및 균열	충격 응용에는 S7 또는 A2 사용
4140을 예열 없이 용접	경화성으로 인해 HAZ 균열	용접 전 200–250°C 최소 예열
H&T 후 연삭 여유를 남기지 않음	담금질 변형으로 부품이 공차 초과	임계면에 0.2–0.5mm 연삭 여유 남기기
복잡한 가공에 사전 경화 주문	공구 마모 3배, 사이클 타임 2배	풀림 주문, 가공 후 H&T

← 알루미늄 합금

스테인리스 강 →