H13형 열간 금형강의 일반적인 담금질 및 풀림 처리 후 존재하는 원상 오스테나이트 결정립 거대화, 마르텐사이트 판상의 폭 넓음 및 탄화물의 조대화 용이성 등의 문제를 해결하기 위해 탄화물 선석출 임계 담금질 처리가 미세조직 및 열피로 성능에 미치는 영향을 연구하였다. 결과에 따르면 1,050 ℃ 담금질 + 730 ℃ 탄화물 선석출 + 930 ℃ 임계 담금질 처리 후 시험강의 원상 오스테나이트 결정립은 1,050 ℃ 담금질 상태의 126.9 μm에서 36.3 μm로 유의하게 미세화되었으며, 마르텐사이트 판상의 평균 폭은 1.23 μm에서 0.54 μm로 감소하였다. 선석출 단계에서 형성된 미세 탄화물은 임계 오스테나이트화 과정에서 완전히 재용해되지 않아 결정립계 이동에 뚜렷한 핀닝 작용을 하며 핵생성을 촉진하여 조직의 협동적인 미세화를 실현하였다. 610℃ 및 700℃ 장시간 풀림 과정에서 두 공정 모두 탄화물의 재용해 및 조대화가 발생하였으나, 탄화물 선석출 임계 담금질 시편에서는 탄화물 크기가 더 작고 분포가 균일하며 조대화 속도가 현저히 감소하였다. 풀림 과정에서 두 시편 모두 '빠름에서 느림'으로 이행하는 2단계 연화 특성을 보였다. 일반 처리와 비교하여 탄화물 선석출 임계 담금질 시편은 고온 장시간 풀림 조건에서 연화 속도가 낮아지고 풀림 연화 저항성이 크게 향상되었다. 열피로 시험 결과, 1,000회 냉·열 사이클 후 선석출 임계 담금질 시편의 균열 수와 평균 균열 길이가 명확히 감소하였으며 균열 확장 경로가 더욱 복잡해져 균열 확장 속도가 효과적으로 억제되어 더 우수한 열피로 저항 특성을 나타내었다.

열간 금형강;열 안정성;열 피로;탄화물 선석출;H13강