ASTM A240 Grade 301 열처리 스테인리스강 – 특성 및 규격

ASTM A240 Grade 301 개요

ASTM A240 Grade 301은 크롬-니켈 오스테나이트계 스테인리스강으로, 냉간 가공에 의한 가공 경화율이 매우 높아 고강도 스프링, 구조용 부품, 교통수단 차체 등에 널리 사용되는 대표적인 가공경화형 강종입니다. 열처리(용체화) 상태에서는 연성이 우수하여 복잡한 성형이 가능하며, 냉간 압연 또는 인발 가공 후 인장강도 1000 MPa 이상까지 향상시킬 수 있습니다.

주요 특성

일반 물성

특성	온도	값	비고
밀도	23.0 °C	7.9 ~ 8.2 g/cm³	오스테나이트계 스테인리스강 일반값

기계적 특성 (어닐링 상태)

특성	온도	값	비고
탄성 계수	23.0 °C	195 GPa	오스테나이트계 스테인리스강 일반값
연신율 (A50)	23.0 °C	40 %
브리넬 경도	23.0 °C	217
로크웰 B 경도	23.0 °C	95
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	515 MPa
항복 강도 (Rp0.2)	23.0 °C	205 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)	0.15
크롬 (Cr)	16 ~ 18
망간 (Mn)	2
니켈 (Ni)	6 ~ 8
질소 (N)	0.1
인 (P)	0.05
규소 (Si)	1
황 (S)	0.03

가공 경화 특성 (냉간 가공 후)

301 강종의 가장 큰 특징은 탁월한 가공 경화 능력입니다. 냉간 압연률에 따른 대표적 기계적 특성 변화는 다음과 같습니다:

냉간 압연률	인장 강도 (MPa)	항복 강도 (MPa)	연신율 (%)	주 용도
0% (어닐링)	515	205	40	심가공용
1/4 경 (Quarter Hard)	760~895	515~760	25~30	일반 구조용
1/2 경 (Half Hard)	930~1035	760~900	15~20	고강도 구조용
3/4 경 (Three-Quarter Hard)	1035~1170	900~1035	8~12	스프링, 고강도
전경 (Full Hard)	1170~1380	1035~1240	3~8	초고강도 스프링

주요 적용 분야

정밀 스프링, 클립, 패스너
철도 차량 차체 및 구조재
자동차 구조용 보강재
전자 기기 EMI 차폐 커버
건축용 내외장 패널 (성형 후 고강도 확보)
의료기기 브래킷 및 하우징

열처리 및 가공 가이드

용체화 열처리: 1010~1120°C 급냉 (수냉/공냉) - 최대 연성 확보
응력제거 열처리: 300~400°C 30~60분 - 가공 잔류응력 제거, 치수 안정화
냉간 가공: 상온에서 우수한 성형성, 스프링백 크므로 과성형 필요
용접: 오스테나이트계로 용접성 양호, 단 고탄소(0.15%)로 입계부식 주의, 저탄소 타입(301L) 권장

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금속