ASTM A249 Grade S31050 – 프리미엄 열처리 오스테나이트계 스테인리스강
ASTM A249 Grade S31050 개요
ASTM A249 Grade S31050은 초고온 내산화성과 고온 강도를 동시에 확보한 최고급 오스테나이트계 내열 스테인리스강입니다. 24~26% 크롬, 21~23% 니켈, 2~3% 몰리브덴에 질소(0.1~0.16%)를 첨가한 초합금급 조성으로, 1100°C 이상의 극한 고온 환경에서도 우수한 내산화성과 크리프 강도를 유지합니다. 항공우주, 발전, 석유화학의 최혹 조건용 튜브 소재로 설계되었습니다.
주요 특성
일반 물성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
| 밀도 | 23.0 °C | 7.9 ~ 8.2 g/cm³ | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
기계적 특성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
| 탄성 계수 | 23.0 °C | 195 GPa | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 연신율 (A50) | 23.0 °C | 25 % | |
| 로크웰 B 경도 | 23.0 °C | 95 | |
| 비커스 경도 | 23.0 °C | 230 | |
| 푸아송 비 | 23.0 °C | 0.3 | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 전단 계수 | 23.0 °C | 77 GPa | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 인장 강도 | 23.0 °C | 540 ~ 580 MPa | |
| 항복 강도 | 23.0 °C | 255 ~ 270 MPa | |
열적 특성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
| 열팽창 계수 | 23.0 °C | 1.7E-5 ~ 1.9E-5 1/K | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 융점 | - | 1230 ~ 1480 °C | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 비열 용량 | 23.0 °C | 440 J/(kg·K) | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 열전도율 | 23.0 °C | 11 ~ 21 W/(m·K) | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
전기적 특성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
| 전기 저항률 | 23.0 °C | 8.5E-7 Ω·m | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
화학적 조성
| 원소 | 함량 (%) |
| 탄소 (C) | 0.03 |
| 크롬 (Cr) | 24 ~ 26 |
| 망간 (Mn) | 2 |
| 몰리브덴 (Mo) | 2 ~ 3 |
| 니켈 (Ni) | 21 ~ 23 |
| 질소 (N) | 0.1 ~ 0.16 |
| 인 (P) | 0.03 |
| 규소 (Si) | 0.4 |
| 황 (S) | 0.015 |
핵심 특징
- 초고온 내산화성: 25% Cr, 22% Ni, 2.5% Mo로 1150°C까지 산화 저항
- 고온 크리프 강도: 질소 고용강화 + Mo 고용강화로 800°C 이상 크리프 성능 탁월
- 열피로 저항성: 열팽창 계수 낮고 열전도율 양호하여 열충격에 강함
- 황화 부식 저항: 고Cr·고Ni·Mo로 황화 분위기에서도 우수한 내식성
- 우수한 용접성: 초저탄소(0.03%)로 용접 열영향부 입계부식 면역
주요 적용 분야
- 항공기 엔진 배기 튜브 및 후연소기 라이너
- 초초임계압 보일러 튜브 (700°C급)
- 석유화학 고온 크래킹 퍼니스 튜브
- 수소 생산 설비 리포머 튜브
- 폐기물 가스화로 고온 열교환기
- 집광형 태양열 발전 리시버 튜브
제작 및 열처리 가이드
용체화 열처리(1100~1150°C 수냉/공냉) 상태로 공급됩니다. 용접은 TIG/GTAW 권장하며, 열입력 1.5 kJ/mm 이하, 층간온도 150°C 이하 관리가 중요합니다. 용접 후 별도 열처리 불필요하나, 응력제거가 필요시 850°C 이하 단시간 처리만 허용됩니다(시그마상 생성 방지). 고온 사용 시 650~900°C 구간 장시간 노출 금지.