ASTM A320 B8P Class 2 스테인리스강 - 탄화물 용체화 처리 및 변형 경화
개요
ASTM A320 B8P Class 2는 고온 및 저온 환경에서 뛰어난 내식성과 기계적 강도를 요구하는 볼트, 스터드, 너트 등 고정구 제작에 사용되는 오스테나이트계 스테인리스강입니다. 이 강종은 탄화물 용체화 처리 후 변형 경화(Strain Hardening) 공정을 거쳐 높은 인장 강도와 항복 강도를 확보하면서도 우수한 연성과 인성을 유지합니다.
화학 조성
| 원소 | 함량 (%) |
| 탄소 (C) | 0.12 최대 |
| 크롬 (Cr) | 17.0~19.0 |
| 니켈 (Ni) | 11.0~13.0 |
| 망간 (Mn) | 2.0 최대 |
| 실리콘 (Si) | 1.0 최대 |
| 인 (P) | 0.05 최대 |
| 황 (S) | 0.03 최대 |
기계적 특성 (상온, 20°C)
| 특성 | 값 | 비고 |
| 인장 강도 | 690~860 MPa | 변형 경화로 고강도 달성 |
| 항복 강도 (Rp0.2, 단횡방향) | 345~690 MPa | |
| 신율 (A50) | 12~28% | 우수한 연성 유지 |
| 단면 수축률 | 30~45% | |
| 브리넬 경도 | 321 HB | |
| 로크웰 C 경도 | 35 HRC | |
| 탄성 계수 | 195 GPa | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 푸아송 비 | 0.3 | |
물리적 특성
| 특성 | 값 (20°C 기준) |
| 밀도 | 7.9~8.2 g/cm³ |
| 열전도율 | 11~21 W/(m·K) |
| 비열 용량 | 440 J/(kg·K) |
| 열팽창 계수 | 1.7~1.9 × 10⁻⁵ 1/K |
| 용융점 | 1375~1450 °C |
| 전기 저항률 | 8.5 × 10⁻⁷ Ω·m |
열처리 공정
탄화물 용체화 처리: 1040~1120°C에서 가열 후 급랭(수냉 또는 공랭)을 통해 탄화물을 고용체에 용해시켜 내식성을 극대화합니다.
변형 경화 (Strain Hardening): 용체화 처리 후 냉간 가공(인발, 압연 등)을 통해 전위 밀도를 증가시켜 강도를 대폭 향상시킵니다. Class 2는 Class 1 대비 더 높은 변형률을 가하여 더 높은 강도를 확보합니다.
주요 용도
- 고온/저온 배관용 고강도 볼트 및 스터드
- 화학 플랜지, 밸브 본넷 고정구
- 극저온 설비(LNG, 액체 질소 등)용 고정구
- 고압 가스/액체 이송 배관 연결부
비교: B8P Class 1 vs Class 2
| 구분 | Class 1 (용체화 처리만) | Class 2 (용체화 + 변형 경화) |
| 인장 강도 | 약 515 MPa | 690~860 MPa |
| 항복 강도 | 약 205 MPa | 345~690 MPa |
| 신율 | ~35% | 12~28% |
| 경도 | ~90 HRB | 35 HRC / 321 HB |
적용 규격 및 인증
ASTM A320/A320M 규격을 만족하며, ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section II Part D에도 등재되어 압력 용기 및 배관용 고정구로 사용 가능합니다. Material Test Report (MTR) 발행 시 열처리 조건, 기계적 시험 결과, 화학 조성 분석 결과가 포함되어야 합니다.
