420 스테인리스강 열처리: 경도, 템퍼링 및 용도

작성자: Emma, 기술 영업 엔지니어  |  검토자: Ethan, 재료 엔지니어  |  업데이트: 2026년 8월

420 스테인리스강 열처리는 이 등급의 특징인 높은 경도를 달성하는 능력을 발휘하는 공정입니다. 420은 탄소 함량이 높아 경화에 강하게 반응하는 마르텐사이트계 스테인리스강으로, 경도가 내식성보다 중요한 칼붙이, 내마모 부품, 밸브 및 기계 가공 부품에 사용됩니다.

이 글에서는 420이 경화될 수 있는 이유, 경화 및 템퍼링이 특성에 미치는 영향, 열처리 조건이 등급 선택을 어떻게 유도하는지 설명합니다. 열처리 엔지니어, 기계 가공 및 제작 엔지니어, 재료 엔지니어 및 B2B 구매자를 대상으로 합니다.

1. 직접적인 답변

420은 마르텐사이트계 스테인리스강입니다. 오스테나이트화, 담금질 및 템퍼링을 통해 경도, 강도 및 인성을 넓은 범위에서 조절할 수 있습니다. 탄소 함량으로 인해 420은 410과 같은 저탄소 등급보다 훨씬 더 강한 경화 반응을 보입니다.

이것은 실제적인 절충입니다. 경도가 높을수록 일반적으로 인성이 낮아지고 내식성이 어느 정도 희생됩니다. 따라서 최종 선택은 경도, 인성, 부식 환경, 제품 형태 및 적용 가능한 사양의 균형을 맞춰야 합니다.

2. 열처리 조건의 빠른 비교

이 표는 목적과 일반적인 효과를 설명하지만, 표준, 제품 형태 및 단면 크기에 따라 달라지므로 절대적인 경도 값은 의도적으로 피했습니다.

3. 420이 경화될 수 있는 이유

420의 경화성은 오스테나이트계 스테인리스강과 근본적으로 다른 야금학적 특성에서 비롯됩니다.

• 마르텐사이트 구조: 420은 고온에서 빠르게 냉각될 때 단단한 상인 마르텐사이트를 형성하도록 설계되었습니다.
• 탄소: 경화를 가능하게 하는 원소이며, 420은 강한 경화 반응을 일으킬 만큼 충분한 탄소를 함유하고 있습니다.
• 크롬: 약 12~14%의 크롬은 내식성을 제공하고 변태 거동에 영향을 미칩니다.
• 오스테나이트화: 오스테나이트 범위로 가열하면 탄소가 구조에 용해됩니다.
• 담금질: 급속 냉각은 오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시킵니다.
• 마르텐사이트 형성: 결과는 단단하고 강하지만 상대적으로 취성이 있는 구조입니다.

이것은 냉각 시 오스테나이트 상태를 유지하며 동일한 방식으로 열처리를 통해 경화될 수 없는 304 및 316과 같은 오스테나이트계 등급과의 핵심적인 차이점입니다. 이 구분을 이해하면 일반적인 구매 오류를 피할 수 있습니다. 즉, 마르텐사이트계 등급인 420을 오스테나이트계이고 성형성이 있으며 경화되지 않는 스테인리스강을 의도했을 때 지정하거나 그 반대의 경우입니다.

4. 420 열처리 공정

주요 열처리 단계는 풀림, 오스테나이트화, 담금질 및 템퍼링이며, 각 단계는 고유한 역할을 합니다.

• 풀림: 기계 가공 또는 성형을 위해 재료를 연화시킵니다.
• 오스테나이트화: 탄소를 용해하기 위해 오스테나이트 범위로 가열합니다.
• 담금질: 마르텐사이트를 형성하기 위해 급속 냉각합니다.
• 템퍼링: 취성을 줄이고 최종 경도를 설정하기 위해 재가열합니다.
• 냉각: 오스테나이트화 후 냉각 속도는 마르텐사이트 형성을 제어합니다.
• 단면 두께: 더 두꺼운 단면은 더 느리게 냉각되며 깊게 경화되지 않을 수 있습니다.

특정 온도 범위를 인용하는 경우, 그 출처, 조건 및 적용 범위를 명시해야 합니다. 한 제품 형태 또는 단면 크기에서 얻은 매개변수 세트를 모든 420 제품에 대한 보편적인 절차로 취급해서는 안 됩니다. 실제로는 열처리 업체와 설계자가 협력하여 선택한 사이클이 요구되는 경도를 생성하면서 부품을 사용 가능하고 치수적으로 안정적인 상태로 유지하는지 확인합니다.

5. 경도 및 템퍼링

경화 및 템퍼링은 의도된 특성 균형을 달성하기 위해 함께 작동합니다.

• 담금질 후 경도: 담금질 직후 420은 높은 경도를 달성할 수 있지만 구조는 취약합니다.
• 템퍼링: 재가열은 내부 응력을 완화하고 제어된 양의 경도를 희생하여 인성을 향상시킵니다.
• 경도/인성 균형: 템퍼링 단계에서 이 균형이 설정됩니다.
• 템퍼링 온도: 일반적으로 템퍼링 온도가 높을수록 경도는 더 감소하지만 인성은 향상됩니다.
• 템퍼링 시간: 온도에서의 시간도 최종 특성에 영향을 미칩니다.
• 치수 안정성: 적절한 템퍼링 및 응력 제거는 사용 중 치수 안정성에 기여합니다.

다른 템퍼 조건은 다른 기계적 특성을 생성하므로 "높은 경도가 항상 더 좋다"고 말하는 것은 올바르지 않습니다. 목표 경도는 인성 및 치수 거동을 포함한 실제 서비스 요구 사항에 맞춰야 합니다.

이 순서를 의도적인 특성 절충으로 생각하는 것이 유용합니다. 풀림은 기계 가공성을 극대화하고, 경화는 경도와 강도를 극대화하며, 템퍼링은 경도 비용을 제어하면서 인성을 복원합니다. 템퍼 선택은 420 부품에서 종종 가장 중요한 결정이며, 이는 부품이 절단 성능, 내마모성 또는 두 가지의 균형 잡힌 조합에 최적화되었는지 여부를 결정합니다.

6. 기계적 특성

420의 기계적 특성은 열처리 조건과 분리할 수 없습니다.

• 경도: 풀림 상태에서 경화 상태까지 넓은 범위에서 변동합니다.
• 인장 강도: 경화와 함께 상승하고, 풀림 상태로 템퍼링하면서 감소합니다.
• 항복 강도: 마찬가지로 조건에 따라 달라집니다.
• 연신율: 일반적으로 풀림 상태에서 더 높고 경화 후에는 더 낮습니다.
• 인성: 담금질 후 상태보다 템퍼링 후 더 높습니다.
• 내마모성: 일반적으로 높은 경도로 인해 향상됩니다.

7. 부식 및 서비스 제한

420은 중간 정도의 내식성을 가지며, 열처리를 통해 고합금 염화물 내성 등급으로 바뀌지 않습니다.

• 대기 노출: 많은 온화하고 건조한 환경에서 적합합니다.
• 습기: 습기 노출이 제한적이거나 제어되는 경우에 적합합니다.
• 염화물: 제한적인 내성; 염화물은 피팅을 유발할 수 있습니다.
• 피팅: 염화물이 농축되는 곳에서 발생할 수 있습니다.
• 틈새 부식: 좁은 틈은 여전히 위험합니다.

부식 성능은 표면 마감, 열처리, 패시베이션 및 환경의 영향을 받습니다. 높은 경도가 높은 내식성을 의미하는 것은 아니며, 420을 316L 수준의 염화물 내성 스테인리스강으로 설명해서는 안 됩니다.

마르텐사이트계 등급의 경우, 실질적인 지침은 등급이 만들어진 목적에 맞게 서비스 기대치를 조정하는 것입니다. 420은 경도가 우선이고 부식 노출이 온화하거나 제어되는 기계 및 내마모 응용 분야에서 그 자리를 차지합니다. 환경이 주요 위협인 경우(염화물 함유, 해양 또는 화학적으로 공격적인 환경)에는 420을 얼마나 신중하게 열처리했는지에 관계없이 일반적으로 더 높은 합금 등급이 더 나은 출발점입니다.

8. 용도 및 선택

420은 경도와 내마모성이 주요 요구 사항인 곳에 사용됩니다.

• 칼붙이;
• 해당되는 경우 수술 및 기구 부품;
• 밸브;
• 샤프트;
• 금형;
• 내마모 부품;
• 기계 가공 및 경화된 기계 부품.

420을 고려해야 하는 경우:

• 높은 경도 또는 내마모성이 중요할 때
• 열처리가 설계의 일부일 때
• 중간 정도의 내식성이 충분할 때

420을 직접 사용하지 마십시오:

• 심각한 염화물 환경;
• 해양 노출;
• 매우 공격적인 화학 서비스;
• 내식성이 주요 설계 요구 사항인 응용 분야.

9. 표준 및 RFQ 요구 사항

420을 구매할 때 열처리 조건을 명시해야 합니다.

• UNS S42000: 420의 UNS 지정;
• ASTM A240 / A276 (해당되는 경우): 표준은 제품 형태와 일치해야 합니다.
• 제품 형태: 시트, 플레이트, 바 또는 로드;
• 열처리 조건: 요구 사항에 따라 풀림, 경화 또는 템퍼링;
• 경도 / 기계적 요구 사항: 목표 경도 또는 강도 범위;
• 표면: 요구되는 표면 상태;
• MTC: 재료 시험 인증서;
• PMI: 요구되는 경우 양성 재료 식별;
• 시험: 지정된 기계적 또는 검사 요구 사항.

RFQ에는 최소한 다음을 확인해야 합니다. 등급, UNS 지정, 제품 형태, 표준, 치수, 열처리 조건, 경도 또는 기계적 요구 사항, 표면 상태 및 검사 요구 사항.

일반적인 구매 실수

• 420을 일반적인 오스테나이트계 스테인리스강처럼 취급하는 것
• 인성을 고려하지 않고 최대 경도를 추구하는 것
• 템퍼링을 무시하고 담금질 후에도 인성이 있는 부품을 기대하는 것
• 경도를 내식성과 동일시하는 것
• 다른 제품 형태의 기계적 데이터를 혼합하는 것
• 열처리 조건을 확인하지 않는 것
• 420을 심각한 염화물 서비스에 직접 사용하는 것
• UNS, 표준 및 MTC를 확인하지 않는 것
• 한 열처리 업체의 매개변수를 보편적인 표준으로 취급하는 것

FAQ

Q1: 420 스테인리스강을 열처리할 수 있습니까?
예. 420은 마르텐사이트계 스테인리스강이므로 오스테나이트계 등급인 304 및 316과 달리 열처리를 통해 경화 및 템퍼링할 수 있습니다.

Q2: 420 스테인리스강은 얼마나 단단해질 수 있습니까?
420은 탄소 함량으로 인해 높은 경도를 달성할 수 있지만, 달성 가능한 값은 탄소, 단면 크기, 냉각 속도 및 템퍼링에 따라 달라집니다. 모든 제품 형태에 적용되는 단일 경도는 없습니다.

Q3: 420 스테인리스강에 사용되는 열처리는 무엇입니까?
일반적인 순서는 오스테나이트화, 마르텐사이트 형성을 위한 담금질, 그리고 최종 경도와 인성을 설정하기 위한 템퍼링입니다. 연화가 필요한 경우 풀림이 사용됩니다.

Q4: 420 경화 후 템퍼링이 필요한 이유는 무엇입니까?
담금질 후 상태는 단단하지만 취약합니다. 템퍼링은 취성을 줄이고 경도와 인성의 균형을 맞춰 부품을 서비스에 적합하게 만듭니다.

Q5: 템퍼링이 420 스테인리스강의 경도를 감소시킵니까?
일반적으로 그렇습니다. 템퍼링은 제어된 양의 경도를 희생하여 인성을 향상시키며, 템퍼링 온도는 얼마나 많은 경도를 포기하는지를 결정합니다.

Q6: 420 스테인리스강은 내식성이 있습니까?
중간 정도의 내식성을 가지며 많은 온화한 환경에 적합하지만, 고합금 염화물 내성 등급은 아니며 심각한 염화물 또는 해양 서비스에는 사용해서는 안 됩니다.

Q7: 420은 경도 면에서 410보다 더 좋습니까?
일반적으로 그렇습니다. 420은 410보다 탄소 함량이 높아 더 높은 경도를 달성할 수 있습니다. 그러나 선택 시 인성 및 내식성 요구 사항도 고려해야 합니다.

Q8: 420은 염화물 환경에 적합합니까?
염화물 내성이 제한적이므로 피팅이 발생할 수 있는 심각한 염화물 또는 해양 서비스에는 권장되지 않습니다.

Q9: UNS S42000은 무엇입니까?
UNS S42000은 420 스테인리스강의 UNS 지정입니다. 적용 가능한 제품 표준(예: ASTM A240 또는 A276)은 제품 형태에 따라 다릅니다.

Q10: 420 스테인리스강 RFQ에 포함되어야 하는 열처리 정보는 무엇입니까?
등급, UNS 지정, 제품 형태, 표준, 치수, 요구되는 열처리 조건, 목표 경도 또는 기계적 요구 사항, 표면 상태 및 모든 검사 요구 사항을 포함하십시오.

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• 마르텐사이트계 스테인리스강 등급: 경화 및 선택

출처 및 추가 자료

권위 있는 표준, 등급 데이터 및 열처리 원리에 대해 다음 기관에서 스테인리스강 등급에 대한 기술 자료를 제공합니다.

• ASTM International — https://www.astm.org/
• worldstainless — https://worldstainless.org/
• British Stainless Steel Association (BSSA) — https://bssa.org.uk/
• Nickel Institute — https://nickelinstitute.org/
• Outokumpu — https://www.outokumpu.com/
• Alleima — https://www.alleima.com/
• ISO — https://www.iso.org/