ASTM A213 TP309Cb 열처리 - 나이오븀 안정화 23Cr-14Ni 내열 오스테나이트강
ASTM A213 TP309Cb 개요
ASTM A213 TP309Cb는 22~24% Cr, 12~16% Ni 조성에 나이오븀(1.1%)을 첨가한 내열 오스테나이트계 스테인리스강입니다. TP309S 대비 Nb 안정화로 고온 크리프 강도와 용접 후 입계 부식 저항성을 동시에 확보했습니다. 900~1000°C 산화 분위기에서 스케일 저항성이 우수하며, 열피로 저항성이 요구되는 사이클릭 운전 설비에 적합합니다.
주요 특성 요약
| 분류 | 항목 | 수치 | 비고 |
| 일반 | 밀도 | 7.9~8.2 g/cm³ | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 기계적 | 탄성 계수 | 195 GPa | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 신율 (A50) | 35% | - |
| 브리넬 경도 | 192 HB | - |
| 로크웰 B 경도 | 90 HRB | - |
| 비커스 경도 | 200 HV | - |
| 푸아송 비 | 0.3 | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 전단 계수 | 77 GPa | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 인장 강도 | 515 MPa | - |
| 항복 강도 | 205 MPa | - |
| 열적 | 열팽창 계수 | 17~19 × 10⁻⁶ 1/K | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 융점 | 1230~1480°C | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 비열 용량 | 440 J/(kg·K) | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 열전도율 | 11~21 W/(m·K) | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
| 전기적 | 전기 저항률 | 8.5 × 10⁻⁷ Ω·m | 오스테나이트계 스테인리스강 일반값 |
화학 조성 (중량 %)
| 원소 | 함량 범위 |
| 탄소 (C) | 0.08% |
| 크롬 (Cr) | 22~24% |
| 망간 (Mn) | 2% |
| 니켈 (Ni) | 12~16% |
| 나이오븀 (Nb) | 1.1% |
| 인 (P) | 0.05% |
| 규소 (Si) | 1% |
| 황 (S) | 0.03% |
TP309Cb vs TP309S/TP310H 비교 및 선정 기준
TP309Cb는 TP309S(비안정화)와 TP310H(고탄소, Nb 없음) 사이의 틈새를 메우는 소재입니다. TP309S 대비 Nb 안정화로 용접성 향상, TP310H 대비 Ni 함량 저감(12~16% vs 19~22%)으로 원가 절감 가능합니다. 950°C 이하 산화/탄화 분위기 열교환기 튜브, 퍼네이스 롤, 리타트, 촉매 지지관 등에서 비용 대비 성능 우위를 가집니다. 단, 1000°C 초과 초고온 산화 분위기에서는 TP310H/HCb가 더 유리합니다.