ASTM A193 B8C Class 2 강재 - 탄화물 용해 처리 및 변형 강화, M20~M24 볼트용 최적 소재
개요
ASTM A193 Grade B8C Class 2는 오스테나이트계 스테인리스강(347 스테인리스강 해당)으로, 탄화물 용해 처리(Carbide Solution Treatment) 후 변형 강화(Strain Hardening) 공정을 거쳐 높은 강도를 확보한 볼트·스터드용 소재입니다. M20~M24 규격의 고강도 체결부품에 널리 적용되며, 내식성과 고온 강도가 동시에 요구되는 플랜지·밸브·압력용기 연결부에 적합합니다.
주요 특성
일반 물성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
|---|
| 밀도 | 20°C | 7.9~8.2 g/cm³ | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
기계적 물성 (20°C 기준)
| 특성 | 값 | 비고 |
|---|
| 탄성 계수 | 195 GPa | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 연신율 (A50) | 15% | |
| 브리넬 경도 | 321 HB | |
| 로크웰 C 경도 | 35 HRC | |
| 푸아송 비 | 0.3 | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 단면 수축률 | 35% | |
| 인장 강도 | 795 MPa | |
| 항복 강도 (Rp0.2, 단횡방향) | 550 MPa | |
열적 물성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
|---|
| 열팽창 계수 | 20°C | 1.7E-5 ~ 1.9E-5 1/K | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 융점 | - | 1375~1450°C | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 비열 용량 | 20°C | 440 J/(kg·K) | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 열전도율 | 20°C | 11~21 W/(m·K) | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
전기적 물성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
|---|
| 전기 저항률 | 20°C | 8.5E-7 Ω·m | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
화학 조성 (질량%)
| 원소 | 함량 |
|---|
| 탄소 (C) | 0.08% |
| 크롬 (Cr) | 17~19% |
| 망간 (Mn) | 2% |
| 니켈 (Ni) | 9~12% |
| 인 (P) | 0.05% |
| 실리콘 (Si) | 1% |
| 황 (S) | 0.03% |
적용 분야 및 특징
- 고온·고압 배관 플랜지 볼트/스터드 (M20~M24)
- 화학 플랜트, 정유 설비, 발전소 주요 체결부
- 내산화성·내식성이 요구되는 고온 환경 (최대 800°C 근방까지 사용 가능)
- 나이오븀(Nb) 안정화로 입계 부식 저항성 우수
열처리 및 가공 가이드
탄화물 용해 처리: 1040~1120°C에서 급랭(수냉/공랭)하여 탄화물을 고용 상태로 유지합니다. 이후 변형 강화(냉간 가공)를 통해 항복 강도 550 MPa, 인장 강도 795 MPa 수준을 달성합니다. 용접 시에는 347/347L 용가재를 권장하며, 용접 후 별도 열처리는 일반적으로 불필요하나 응력 제거 어닐링(800~850°C)이 필요할 수 있습니다.
