ASTM A320 Grade L1 – 퀜칭 및 템퍼링 저탄소 강철: 주요 특성

개요

ASTM A320 Grade L1은 저온 서비스용 합금강 볼트/스터드 규격인 ASTM A320의 한 등급으로, 퀜칭 및 템퍼링(quenching and tempering) 열처리를 통해 고강도와 저온 인성을 동시에 확보한 강철입니다. -75°F (-59°C)까지의 저온 충격 특성이 요구되는 압력 용기 및 배관 볼팅재로 사용됩니다.

일반 특성

특성	온도	값	비고
밀도	23.0 °C	7.8 - 7.9 g/cm³	일반적인 저탄소 강철 수준

기계적 특성

특성	온도	값	비고
샤르피 충격 에너지 (Charpy impact energy)	23.0 °C	54 J
탄성 계수	23.0 °C	200 - 215 GPa	일반적인 저탄소 강철 수준
연신율 A50	23.0 °C	16 %
푸아송 비	23.0 °C	0.29	일반적인 저탄소 강철 수준
단면 수축률	23.0 °C	50 %
전단 계수	23.0 °C	82 GPa	일반적인 저탄소 강철 수준
인장 강도	23.0 °C	860 MPa
항복 강도 Rp0.2	23.0 °C	725 MPa

열적 특성

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

전기적 특성

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

자기적 특성

특성	값	비고
퀴리 온도	770 °C	일반적인 저탄소 강철 수준

화학 조성

원소	함량 (%)
붕소 (Boron)	0.001 - 0.003
탄소	0.17 - 0.24
망간	0.7 - 1.4
인	0.04
실리콘	0.15 - 0.3
황	0.05

열처리 및 미세조직

퀜칭(850-900°C 오스테나이트화 후 유/수냉) 후 템퍼링(540-680°C)을 통해 템퍼드 마르텐사이트(tempered martensite) 조직을 얻습니다. 붕소 미량 첨가는 경화성(hardenability)을 향상시켜 대단면 부품에서도 균일한 기계적 특성을 보장합니다.

A320 볼팅 등급 비교

등급	강도 수준	주요 합금	저온 사용 한계
L1	중간 강도	C-Mn-B	-75°F (-59°C)
L7	고강도	Cr-Mo	-150°F (-101°C)
L7A	고강도	Cr-Mo (저탄소)	-150°F (-101°C)
L43	고강도	Ni-Cr-Mo	-150°F (-101°C)

주요 용도

저온 압력 용기 및 배관 플랜지 볼트/스터드
LNG 저장 탱크, 극저온 공정 설비
ASME Section VIII Division 1 압력 용기 볼팅
API 6A 웰헤드 및 크리스마스 트리 볼팅

시험 요구사항

실온 인장 시험 (항복, 인장, 연신, 단면수축)
저온 샤르피 V-노치 충격 시험 (-75°F)
경도 시험 (최대 경도 제한 있음)
화학 조성 분석

ASTM A242 Type 1 – 내후성 저탄소 강철 사양 및 특성 ASTM A311 1018 강철 – 냉간 인발, 응력 제거 어닐링 및 어닐링으로 우수한 성능 확보

금속