DIN 17442 X20CrMo13 강 – 고온용 담금질 및 템퍼링 마르텐사이트강
개요
DIN 17442 X20CrMo13은 500°C까지 내열성, 내식성, 내산성을 겸비한 마르텐사이트계 스테인리스강입니다. 터빈 블레이드, 밸브 콘, 고온 증기 밸브 시트 등 고온·고압 환경에서 내마모성과 내식성이 요구되는 부품에 최적화되어 있습니다.
주요 특성
일반 물성
기계적 물성
| 특성 | 온도 | 값 |
| 탄성 계수 | 20°C | 217.68–218 GPa |
| 100°C | 213 GPa |
| 200°C | 206 GPa |
| 300°C | 198 GPa |
| 400°C | 190 GPa |
| 500°C | 180 GPa |
| 600°C | 167 GPa |
| 신율 | 20°C | 10–14% |
| 브리넬 경도 | 20°C | 220–280 HB |
| 푸아송 비 | 20°C | 0.28 |
| 전단 계수 | 20°C | 84.95 GPa |
| 인장 강도 | 20°C | 750–900 MPa |
| 항복 강도 (Rp0.2) | 20°C | 550 MPa |
| 50°C | 530 MPa |
| 100°C | 520 MPa |
| 150°C | 510 MPa |
| 200°C | 500 MPa |
| 250°C | 490 MPa |
| 300°C | 480 MPa |
| 350°C | 450 MPa |
| 400°C | 410 MPa |
열적 물성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
| 열팽창 계수 | 20°C | 1.02×10⁻⁵ 1/K | |
| 100°C | 1.05×10⁻⁵ 1/K | |
| 200°C | 1.09–1.10×10⁻⁵ 1/K | |
| 300°C | 1.10–1.13×10⁻⁵ 1/K | |
| 400°C | 1.16×10⁻⁵ 1/K | |
| 500°C | 1.20×10⁻⁵ 1/K | |
| 600°C | 1.22×10⁻⁵ 1/K | |
| 장기 사용 최고 온도 | – | 0–500°C | |
| 용융점 | – | 1425–1530°C | 페라이트계 스테인리스강 표준 |
| 비열 용량 | 20°C | 439 J/(kg·K) | |
| 100°C | 474 J/(kg·K) | |
| 200°C | 498 J/(kg·K) | |
| 300°C | 517 J/(kg·K) | |
| 400°C | 538 J/(kg·K) | |
| 500°C | 564 J/(kg·K) | |
| 600°C | 598 J/(kg·K) | |
| 열전도율 | 20°C | 24 W/(m·K) | |
| 100°C | 24.4 W/(m·K) | |
| 200°C | 24.8 W/(m·K) | |
| 300°C | 25.1 W/(m·K) | |
| 400°C | 25.6 W/(m·K) | |
| 500°C | 26.1 W/(m·K) | |
| 600°C | 26.4 W/(m·K) | |
| 열확산율 | 20°C | 7.1 mm²/s | |
| 100°C | 6.3 mm²/s | |
| 200°C | 6.0 mm²/s | |
| 300°C | 5.7 mm²/s | |
| 400°C | 5.4 mm²/s | |
| 500°C | 4.9 mm²/s | |
| 600°C | 4.1 mm²/s | |
전기적 물성
| 특성 | 온도 | 값 |
| 전기 저항률 | 20°C | 6.03×10⁻⁷ Ω·m |
| 100°C | 6.68×10⁻⁷ Ω·m |
| 200°C | 7.43×10⁻⁷ Ω·m |
| 300°C | 8.17×10⁻⁷ Ω·m |
| 400°C | 8.90×10⁻⁷ Ω·m |
| 500°C | 9.62×10⁻⁷ Ω·m |
| 600°C | 1.04×10⁻⁶ Ω·m |
화학 성분
| 원소 | 함량 (중량%) |
| 탄소 (C) | 0.17–0.22% |
| 크롬 (Cr) | 12–14% |
| 망간 (Mn) | 1% |
| 몰리브데넘 (Mo) | 0.9–1.3% |
| 니켈 (Ni) | 1% |
| 인 (P) | ≤0.05% |
| 규소 (Si) | 1% |
| 황 (S) | ≤0.03% |
특징 및 장점
- 500°C까지 우수한 고온 강도와 크리프 저항성
- 12–14% Cr로 양호한 내식성 및 내산화성 확보
- Mo 첨가로 고온 크리프 강도 및 경도 향상
- 담금질 및 템퍼링 후 높은 경도(220–280 HB)와 인성 균형
주요 용도
- 증기 터빈 블레이드 및 로터 부품
- 고온 밸브 콘, 밸브 시트, 밸브 스템
- 고압 고온 배관 시스템 부품
- 석유화학 및 발전 플랜트 고온 설비
열처리 조건
일반적으로 950–1050°C에서 오스테나이트화 후 유냉 담금질하고, 650–750°C에서 템퍼링하여 목표 기계적 물성을 확보합니다. 템퍼링 온도 조절로 강도-인성 균형을 최적화할 수 있습니다.