ASTM A350 LF1 Class 1 열처리 중탄소강 - 고성능 플랜지/피팅용 소재
개요
ASTM A350 LF1 Class 1은 저온 서비스용 탄소강/저합금강 단조품 규격인 ASTM A350/A350M에 명시된 중탄소강 강종입니다. 정규화(Normalized) 또는 정규화+템퍼링(Normalized and Tempered) 열처리를 거쳐 -45°C(-50°F)까지의 저온 인성을 확보한 플랜지, 피팅, 밸브 본체용 단조 소재입니다.
화학 조성
| 원소 | 함량 (%) |
| 탄소 (C) | 0.30 최대 |
| 망간 (Mn) | 0.60~1.35 |
| 인 (P) | 0.04 최대 |
| 황 (S) | 0.04 최대 |
| 실리콘 (Si) | 0.15~0.30 |
| 구리 (Cu) | 0.40 최대 |
| 니켈 (Ni) | 0.40 최대 |
| 크롬 (Cr) | 0.30 최대 |
| 몰리브덴 (Mo) | 0.12 최대 |
| 바나듐 (V) | 0.08 최대 |
| 니오븀 (Nb) | 0.02 최대 |
기계적 특성 (상온, 23°C)
| 특성 | 값 | 비고 |
| 인장 강도 | 415~585 MPa | |
| 항복 강도 (Rp0.2) | 205 MPa 이상 | 최소값 |
| 신율 (A50) | 28% | |
| 단면 수축률 | 38% | |
| 샤르피 충격 에너지 | 18 J (최소) | -45°C에서 시험 |
| 탄성 계수 | 200~215 GPa | |
| 전단 계수 | 75~80 GPa | |
| 푸아송 비 | 0.29 | |
물리적 특성
| 특성 | 값 (23°C 기준) |
| 밀도 | 7.8~7.9 g/cm³ |
| 열전도율 | 21~52 W/(m·K) |
| 비열 용량 | 470~520 J/(kg·K) |
| 열팽창 계수 | 1.32 × 10⁻⁵ 1/K |
| 용융점 | 1380~1514 °C |
| 최대 사용 온도 | 500 °C |
| 전기 저항률 | 1.43~1.74 × 10⁻⁷ Ω·m |
열처리: Class 1 (정규화 또는 정규화+템퍼링)
- 정규화: 900~950°C 오스테나이트화 후 공랭
- 정규화+템퍼링: 정규화 후 590~680°C 템퍼링 공랭
- 두께 > 50mm 제품은 정규화+템퍼링 권장
- 열처리 후 경도: ≤ 197 HB (일반적)
LF1 Class 1 vs Class 2 비교
| 구분 | Class 1 | Class 2 |
| 열처리 | 정규화 또는 정+템 | 퀜칭+템퍼링 (Q&T) |
| 인장 강도 (MPa) | 415~585 | 485~655 |
| 항복 강도 (MPa) | ≥205 | ≥275 |
| 저온 인성 (-45°C) | ≥18 J | ≥20 J |
| 적용 두께 | ~100mm | 대형 단조물, 두꺼운 벽 |
| 비용 | 저렴 | 높음 |
주요 용도
- ASME B16.5 플랜지, B16.9 피팅, B16.11 소켓 용접 피팅
- ASME B31.3 공정 배관, B31.1 동력 배관 저온 서비스
- 저온 저장 탱크 노즐, 맨홀 커버, 플랜지
- LNG, 에틸렌, 프로필렌 등 저온 공정 배관 부속
- 해양 플랜트, 해저 파이프라인 플랜지/피팅
- 압력 용기 노즐, 맨웨이 커버 (ASME BPVC)
저온 인성 확보 포인트
- 탄소 0.30% 이하로 낮게 제어
- Mn 0.6~1.35%로 고용 강화 및 펄라이트 미세화
- Al, V, Nb 등 미량 원소로 결정립 미세화 (오스테나이트립 크기 제어)
- 정규화로 페라이트-펄라이트 조직 균질화
- 샤르피 V-노치 시험 -45°C에서 ≥18 J 필수
용접성
탄소당량(CE) ≈ 0.45% 이하로 용접성 양호. 예열 100~150°C 권장(두께 >25mm). 후열처리(PWHT) 590~650°C × 1hr/inch 두께. 용접재: E7018, ER70S-2 등 저수소형.
적용 규격 및 인증
ASTM A350/A350M, ASME SA-350. MTR 필수 항목: 화학 분석, 인장 시험, 경도 시험, 샤르피 충격 시험(-45°C), 열처리 기록, 치수 검사, 무손상 검사(UT/MT/PT).