ASTM A334 Grade 6 정규화 마르텐사이트계 스테인리스강 - 특성 및 성능
개요
ASTM A334 Grade 6은 저온 용접 배관용 이음매없는 강관 및 튜브 규격인 ASTM A334/A334M에 명시된 마르텐사이트계 스테인리스강 강종입니다. 정규화(Normalized) 열처리를 통해 미세 조직을 균질화하고 기계적 특성을 안정화시킨 강재로, 저온 인성과 내식성을 겸비합니다.
주의: ASTM A334는 주로 탄소강/저합금강 저온 배관용 규격이며, Grade 6은 13% Cr 마르텐사이트계 스테인리스강(UNS S41000 또는 유사)에 해당합니다.
화학 조성 (대표값)
| 원소 | 함량 (%) |
| 탄소 (C) | 0.30 |
| 망간 (Mn) | 0.29~1.06 |
| 인 (P) | 0.03 최대 |
| 황 (S) | 0.025 최대 |
| 실리콘 (Si) | 0.10 |
| 크롬 (Cr) | 11.5~13.5 (일반적 13% Cr강) |
기계적 특성 (상온, 23°C)
| 특성 | 값 | 비고 |
| 인장 강도 | 415 MPa | 최소값 |
| 항복 강도 | 240 MPa | 최소값 |
| 신율 (A50) | 30% | 우수한 연성 |
| 브리넬 경도 | 190 HB | |
| 로크웰 B 경도 | 90 HRB | |
| 탄성 계수 | 220 GPa | 마르텐사이트계 일반값 |
| 전단 계수 | 77 GPa | |
| 푸아송 비 | 0.3 | |
물리적 특성
| 특성 | 값 (23°C 기준) |
| 밀도 | 7.6~7.7 g/cm³ |
| 열전도율 | 14~31 W/(m·K) |
| 비열 용량 | 460 J/(kg·K) |
| 열팽창 계수 | 1.0~1.5 × 10⁻⁵ 1/K |
| 용융점 | 1370~1530 °C |
| 전기 저항률 | 6.0 × 10⁻⁷ Ω·m |
열처리: 정규화 (Normalizing)
870~950°C에서 오스테나이트화 후 공랭(Air Cooling)합니다. 이 공정으로:
- 주조/단조 조직 미세화 및 균질화
- 마르텐사이트 + 미세 탄화물 조직 형성
- 내부 응력 제거 및 기계적 특성 안정화
- 경도 균일화 (190 HB 수준)
마르텐사이트계 스테인리스강의 특징
| 특성 | 설명 |
| 자성 | 강자성체 (오스테나이트계와 구별됨) |
| 열처리 경화성 | 퀜칭/템퍼링으로 고강도 가능 (Grade 6은 정규화 상태) |
| 내식성 | 오스테나이트계 대비 낮음 (13% Cr, 무니켈) |
| 용접성 | 예열/후열 필요, 용접부 경화 및 균열 주의 |
| 저온 인성 | 정규화 상태에서 양호 (-40°C 까지 사용 가능) |
주요 용도
- 저온 배관용 이음매없는 튜브/파이프 (-45°C ~ 400°C)
- 열교환기 튜브, 보일러 튜브 (부식 환경)
- 석유화학 플랜트 저온 배관
- LNG, LPG 이송 배관 부속
- 내마모성이 요구되는 밸브 시트, 펌프 샤프트 등
비교: Grade 6 vs Grade 7 (A334)
| 구분 | Grade 6 (13% Cr) | Grade 7 (2.25% Ni) |
| 강종 유형 | 마르텐사이트계 스테인리스 | 니켈 합금강 (저합금강) |
| 인장 강도 | 415 MPa | 450 MPa |
| 항복 강도 | 240 MPa | 240 MPa |
| 저온 인성 | 양호 | 우수 (Ni 효과) |
| 내식성 | 우수 (Cr 13%) | 보통 (도금/라이닝 필요) |
| 자성 | 강자성 | 강자성 |
적용 규격
ASTM A334/A334M, ASME SA-334. 수압 시험, 평탄 시험, 플레어링 시험, 경도 시험, 인장 시험, 충격 시험(저온), 화학 분석 포함.