ASTM A513 1021급 강관 – 용접 상태(As-Welded) 특성 및 사양

ASTM A513 1021급 용접 상태(As-Welded) 강관 개요

ASTM A513 1021급은 탄소 0.18-0.23%, 망간 0.6-0.9% 조성의 강관으로, 용접 후 별도 열처리나 냉간 가공 없이 출하되는 As-Welded 상태 제품입니다. 1020급 대비 망간 함량이 높아 강도가 약간 높으며, 비용이 가장 저렴한 강관 옵션입니다.

일반 특성

특성	온도	값	비고
밀도	23.0 °C	7.8 - 7.9 g/cm³	저탄소강 통상값

기계적 특성

특성	온도	값	비고
탄성 계수	23.0 °C	200 - 215 GPa	저탄소강 통상값
신율 (A50)	23.0 °C	12 %	-
경도 (Rockwell B)	23.0 °C	62	-
푸아송 비	23.0 °C	0.29	저탄소강 통상값
전단 계수	23.0 °C	82 GPa	저탄소강 통상값
인장 강도	23.0 °C	370 MPa	-
항복 강도	23.0 °C	275 MPa	-

열적 특성

특성	온도	값	비고
열팽창 계수	23.0 °C	1.32E-5 - 1.38E-5 1/K	저탄소강 통상값
최대 사용 온도	-	500 °C	탄소강 통상값
융점	-	1480 - 1526 °C	저탄소강 통상값
비열 용량	23.0 °C	465 J/(kg·K)	저탄소강 통상값
열전도율	23.0 °C	25 - 93 W/(m·K)	저탄소강 통상값

전기적 특성

특성	온도	값	비고
전기 저항률	23.0 °C	1.43E-7 - 1.74E-7 Ω·m	탄소강 통상값

자기적 특성

특성	값	비고
퀴리 온도	770 °C	저탄소강 통상값

화학적 조성

원소	함량 (%)
탄소 (C)	0.18 - 0.23
망간 (Mn)	0.6 - 0.9
인 (P)	0.04
황 (S)	0.035

As-Welded 상태의 특징

장점

• 최저 비용: 열처리/인발 공정 생략
• 빠른 납기: 생산 공정 단순
• 용접 비드 내부 잔류로 내부 식별 용이
• 후속 열처리(정규화, 어닐링) 시 균일한 특성 확보 가능

단점/주의사항

• 용접 열영향부(HAZ) 경화로 취성 가능성
• 용접 잔류 응력 존재 (치수 변형 우려)
• 표면 조도 및 치수 정밀도 낮음
• 내경 용접 비드 돌출 (유체 흐름 방해 가능)
• 저온 인성 저하 가능성

ASTM A513 1020 vs 1021 비교

특성	1020급 (Type 1)	1021급 (As-Welded)
탄소 함량	0.18 - 0.23%	0.18 - 0.23%
망간 함량	0.3 - 0.6%	0.6 - 0.9%
인장 강도	345 MPa	370 MPa
항복 강도	240 MPa	275 MPa
신율	25%	12%
경도 (HRB)	~70	62
용접성	우수	양호 (예열 권장)
성형성	우수	보통

주요 용도

• 일반 구조용 파이프 (필러, 핸드레일, 가드레일)
• 비중요 기계 구조물 프레임
• 컨베이어 롤러, 아이들러 튜브
• 임시 구조물, 비계 파이프
• 후속 정규화/어닐링 열처리 예정 소재
• 농업용/건설용 기계 프레임
• 저압 배관 (물, 공기, 비부식성 유체)

품질 관리 및 시험

• 수압 시험 또는 비파괴 검사 (ET/UT) 필수
• 치수 검사: 외경, 벽두께, 길이, 직진도
• 압착 시험 (Flattening test) - 용접부 건전성 확인
• 플레어 시험 (Flare test) - 용접부 연성 확인
• 역압착 시험 (Reverse flattening) - 내면 용접부 확인

후속 열처리 권장 사항

As-Welded 강관 사용 시 용도별 권장 열처리:

• 정규화 (900-950°C 공냉): HAZ 미세화, 응력 제거, 기계적 특성 균질화
• 응력제거 어닐링 (600-650°C): 잔류 응력 제거, 치수 안정화
• 완전 어닐링 (850-900°C 서냉): 최대 연성 확보, 가공성 향상