ASTM A240 310Cb 열처리 스테인리스강 - 고온 내산화성 우수 소재 주요 물성 및 규격

개요

ASTM A240 Grade 310Cb(현 UNS S31040)는 25Cr-20Ni 고크롬·고니켈 오스테나이트계 스테인리스강에 콜럼븀(Cb, 나이오븀 Nb)을 안정화 원소로 첨가한 내열강입니다. 고온(최대 1000°C 이상)에서 뛰어난 내산화성, 크리프 강도, 열피로 저항성을 발휘하며, 열처리 후(어닐링/용해 처리) 상태에서 판재·코일·파이프 등으로 공급됩니다. 석유화학 크래킹 퍼니스, 열처리 설비, 배기 시스템, 유리 제조 라인 등에 널리 적용됩니다.

주요 특성

일반 물성

특성	온도	값	비고
밀도	23°C	7.9~8.2 g/cm³	오스테나이트계 스테인리스강 일반값

기계적 물성 (23°C 기준)

특성	값	비고
탄성 계수	195 GPa	오스테나이트계 스테인리스강 일반값
연신율 (A50)	40%
브리넬 경도	217 HB
로크웰 B 경도	95 HRB
푸아송 비	0.3	오스테나이트계 스테인리스강 일반값
전단 계수	77 GPa	오스테나이트계 스테인리스강 일반값
인장 강도	515 MPa
항복 강도 (Rp0.2)	205 MPa

열적 물성

특성	온도	값	비고
열팽창 계수	23°C	1.7E-5 ~ 1.9E-5 1/K	오스테나이트계 스테인리스강 일반값
융점	-	1230~1480°C	오스테나이트계 스테인리스강 일반값
비열 용량	23°C	440 J/(kg·K)	오스테나이트계 스테인리스강 일반값
열전도율	23°C	11~21 W/(m·K)	오스테나이트계 스테인리스강 일반값

전기적 물성

특성	온도	값	비고
전기 저항률	23°C	8.5E-7 Ω·m	오스테나이트계 스테인리스강 일반값

화학 조성 (질량%)

원소	함량
탄소 (C)	0.08%
크롬 (Cr)	24~26%
망간 (Mn)	2%
니켈 (Ni)	19~22%
인 (P)	0.05%
실리콘 (Si)	1.5%
황 (S)	0.03%
콜럼븀/나이오븀 (Cb/Nb)	8×C% ~ 1.0% (일반 0.6~1.0%)

310S vs 310H vs 310Cb 비교

강종	C	Cr	Ni	안정화 원소	주 용도
310S (UNS S31008)	≤0.08%	24~26%	19~22%	없음	일반 내열 용도
310H (UNS S31009)	0.04~0.10%	24~26%	19~22%	없음	고온 크리프 강도 중시
310Cb (UNS S31040)	0.08%	24~26%	19~22%	Cb/Nb	용접부 입계 부식 방지, 열피로

적용 분야 및 특징

에틸렌 크래킹 퍼니스 라디언트 튜브, 피그테일, 매니폴드
열처리 퍼니스 내부 부품(뮤플, 트레이, 컨베이어 벨트)
자동차/산업용 배기 매니폴드, 터보차저 하우징
유리 제조 레어, 파이버글라스 생산 설비
용접 구조물에서 Cb/Nb가 탄화물(Cr₂₃C₆) 대신 NbC 형성 → 입계 부식(감도화) 방지
최대 사용 온도: 연속 1050°C, 단기 1150°C (산화 분위기)

열처리 및 용접 가이드

용해 어닐링: 1040~1150°C 급랭(수냉/공랭). Cb 탄화물(NbC) 용해 온도 고려하여 상한 온도 권장. 용접: 310Cb/310MoCb 용가재(ER310, ER310Mo) 사용. 예열 불필요, 층간 온도 150°C 이하 유지. 용접 후 열처리(PWHT) 일반적으로 불필요하나, 응력 제거가 필요할 경우 850~950°C 단시간 처리(장시간 시 시그마 상 석출 주의). 고온 크리프 설계 시 ASME Section II Part D 허용 응력표 참조.

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금속