4140과 1045: 샤프트강 선택

두 가지 기본 강종

1045(EN C45 / 1.0503, JIS S45C)는 약 0.45% C와 망간만을 함유한 일반 중탄소강입니다. 4140(EN 42CrMo4)은 크롬과 몰리브덴을 첨가하여 무엇보다 하나의 특성을 바꿉니다: 경화능.

경화능이 대부분의 경우를 결정한다

유랭 또는 수랭 담금질 시 1045는 적당한 단면에서만 안정적으로 전체 경화됩니다 — 유랭에서는 약 25–30 mm까지, 수랭에서는 균열 위험과 함께 다소 더 큰 단면까지 가능합니다. 그 이상에서는 중심부가 연한 펄라이트로 남아 강도와 피로 수명이 떨어집니다. 4140은 유랭에서 일반적으로 50–75 mm 이상의 단면까지 전체 경화되며, 프리하든 형태(일반적으로 28–32 HRC)에서는 봉 전체에 걸쳐 균일한 특성을 제공합니다.

	1045	4140
전체 경화 단면	작음	중간–큼
일반적인 Q&T 인장 강도	~600–800 MPa	~850–1100 MPa
피로 한계	더 낮음	더 높음
가공성 (풀림 상태)	우수	양호
가격	최저	적당한 프리미엄

피로 및 표면 처리

회전 샤프트의 경우 피로 강도는 중심부 경도와 청정도에 비례합니다: Q&T 4140 샤프트는 동일한 직경에서 1045보다 분명한 여유를 제공합니다. 두 강 모두 고주파 경화와 침탄 처리에 잘 맞습니다; 고주파 경화된 1045에서는 연한 중심부가 높은 굽힘 하중이나 압입 끼워맞춤에서 약점이 될 수 있는 반면, 4140의 더 강한 중심부가 케이스를 지지합니다.

의사결정 기준

작고 중간 크기의 샤프트, 키 및 나사 부품, 비용에 민감한 일반 기계에는 1045를 사용하십시오. 특히 샤프트를 노멀라이징 상태로 사용하거나 표면 경화하는 경우에 적합합니다. 직경이 크거나, 샤프트에 높은 하중이 걸리거나 피로에 민감하거나, 프리하든 재고로 열처리 공정을 생략할 수 있는 경우에는 4140을 사용하십시오. 도면에서 어느 쪽도 허용한다면, 크기가 일반적으로 정직한 결정 요인입니다.

두 가지 일반적인 중간 방법

많은 공장에서는 강종 대신 공정을 바꿔 어느 한쪽을 선택하는 문제를 피합니다. 1045 샤프트는 고주파 경화하여 인성이 높고 경제적인 중심부 위에 50+ HRC의 내마모성 케이스를 만들 수 있습니다 — 펌프 샤프트, 롤 및 핀에 대한 표준 솔루션입니다 — 단, 굽힘 하중이 케이스를 압축 상태로 유지하고 연한 중심부의 직경이 충분해야 합니다. 반대로, 프리하든 상태의 4140을 구매하면 열처리 공정을 완전히 제거할 수 있습니다: 샤프트를 28–32 HRC에서 가공하여 바로 사용하므로, 봉 자체의 가격은 더 높지만 1045에 담금질, 템퍼링, 교정 및 마무리 연삭을 더한 경우보다 4140이 전체적으로 더 저렴해지는 경우가 많습니다. 견적을 비교할 때는 킬로그램당 봉 가격이 아니라 완성된 샤프트 — 재료, 열처리, 변형 여유 및 재작업 위험 — 를 기준으로 가격을 산정하십시오; 그 기준에서는 원자재 비교가 시사하는 것보다 4140이 더 자주 유리하며, 특히 열처리 로트 비용이 지배적인 소량 배치에서 그렇습니다.

동등 강종 및 구매

1045는 EN C45 (1.0503) 및 JIS S45C에 대응하고; 4140은 EN 42CrMo4 (1.7225) 및 JIS SCM440에 대응합니다. 두 강 모두 전 세계적으로 환봉 재고가 있는 범용 강종입니다; 4140은 다양한 프리하든 규격으로도 공급됩니다.