UGI® 15-5PH AIR 또는 UGI® 4545 AIR는 주로 항공우주 용도로 설계된 프리미엄 품질의 PH(석출 경화) 마르텐사이트계 스테인리스강입니다. 높은 강도와 높은 인성의 조합이 요구되는 부품에 사용되며, 우수한 피로 파괴 저항성도 나타냅니다. 이 소재는 해당 분야에서 가장 진보된 기술을 사용하여 전기 슬래그 재용해(AMS 5659 Type 2)에 따라 생산됩니다. 이러한 제조 공정으로 구조의 우수한 균질성과 이방성, 종방향뿐만 아니라 횡방향에서도 높은 기계적 특성을 보장합니다. (강자성체)
광학 현미경으로 관찰되는 미세조직은 백색 입자로 SEM에서 보이는 니오븀 탄질화물 석출물과 잔류 오스테나이트(그 비율은 야금 상태에 따라 다름)로 구성된 균질한 마르텐사이트로 이루어져 있습니다. 나노미터 크기의 구리 풍부 상은 TEM으로 관찰할 수 있습니다. UGI® 15-5PH AIR는 AMS 2315에 따라 델타 페라이트 분율이 1% 미만(UGI® 17-4PH AIR보다 낮음)이며, 이전 오스테나이트 결정립 크기는 6 이하로 미세합니다.
UGI® 15-5PH AIR는 소모성 ESR 공정으로 생산됩니다. 잔류 개재물은 매우 작고 단면 전체에 고르게 분포되어 있습니다. ASTM E45/A에 따른 다음과 같은 미세 청정도가 보장됩니다: A,B,C,D (Thin) < 1.5 - A,B,C,D (Heavy) < 1
| 특성 | 값 |
|---|---|
| 밀도 | 7.8 g/cm³ |
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 탄성 계수 | 20°C | 200 GPa | |
| 100°C | 195 GPa | ||
| 200°C | 185 GPa | ||
| 300°C | 170 GPa | ||
| 경도, 브리넬 | 300°C | 175 GPa | |
| 경도, 록웰 C | - | 363 | 최대 |
| 경도, 록웰 C | - | 38 | 최대 |
| 특성 | 값 | 비고 |
|---|---|---|
| 열팽창 계수 | 0.0000105 1/K | 20~100°C |
| 열팽창 계수 | 0.0000111 1/K | 20~200°C |
| 열팽창 계수 | 0.0000115 1/K | 20~300°C |
| 열팽창 계수 | 0.0000119 1/K | 20~400°C |
| 비열 용량 | 500 J/(kg·K) | |
| 열전도율 | 16 W/(m·K) |
| 특성 | 값 |
|---|---|
| 전기 저항률 | 7.1×10⁻⁷ Ω·m |
| 원소 | 함량 | 비고 |
|---|---|---|
| 탄소 (C) | 0.07 | 최대 |
| 크로뮴 (Cr) | 14.5~15.3% | |
| 구리 (Cu) | 2.5~4.0% | |
| 망간 (Mn) | 1.0 | 최대 |
| 몰리브덴 (Mo) | 0.5 | 최대 |
| 니켈 (Ni) | 4.5~5.5% | |
| 니오븀 (Nb) | 0.45 | 최대, 최소: 5×C |
| 인 (P) | 0.025 | 최대 |
| 실리콘 (Si) | 0.6 | 최대 |
| 황 (S) | 0.005 | 최대 |
UGI® 15-5PH AIR는 다음과 같은 용도에 적합합니다:
UGI® 15-5PH AIR는 우수한 내식성을 제공하며, 일부 경우에는 18Cr-8Ni 오스테나이트계 강종과 유사한 수준입니다.
| 환경 | 거동 |
|---|---|
| 질산 | 양호 |
| 인산 | 제한적 사용 |
| 황산 | 제한적 사용 |
| 초산 | 보통 |
| 탄산나트륨 | 보통 |
| NaCl (안개 시험) | 양호 |
| 습도 | 우수 |
| 해수 | 제한적 사용 |
| 오일/가스 | 제한적 사용 |
공극 부식: UGI® 15-5PH AIR는 기존 12% Cr 마르텐사이트계 스테인리스강보다 공극 부식에 훨씬 더 강합니다. 공극 전위 수준은 슈퍼 마르텐사이트계 1.4418 및 오스테나이트계 1.4301(AISI 304)과 비교 가능합니다.
입계 부식: 이 강종의 낮은 탄소 함량(일부는 Nb와 결합)은 이전 권장 사항에 따라 적절히 열처리 시 입계 부식에 둔감합니다.
기타 부식 메커니즘: UGI® 15-5PH AIR는 일부 환경 및 조건에서 피로 부식과 응력 부식에 강합니다. 또한 높은 기계적 특성과 내식성의 결합으로 인해 침식 부식에 대한 우수한 저항성도 주목할 만합니다.
낮은 황 함량과 매우 우수한 미세 청정도로 인해 UGI® 15-5PH AIR는 칩 분절성이 좋지 않아 드릴링이나 정삭 선삭 작업 시 어려움이 있을 수 있습니다. 가능하다면 최종 부품을 얻기 위한 대부분의 가공 작업은 A 상태(고용 풀림 상태)에서 수행하여 가공 중 과도한 공구 마모를 방지해야 합니다. "석출 경화" 열처리 후 가공은 권장하지 않습니다. UGI® 15-5PH AIR 봉강의 기계적 특성이 높을수록 공구 마모가 커지고(따라서 가공 생산성이 낮아지기 때문입니다). A 상태에서 인발봉으로 거친 선삭 시험(ap=1.5mm, f=0.25mm/rev)을 수행한 결과, STELLRAM SP4019 CCGT 09T308E-62 공구로 15분 유효 절삭 시 플랭크 마모 0.15mm를 달성하는 절삭 속도는 약 145m/min인 반면, UGIMA® 4542(가공성 개선 17-4PH)는 약 160m/min이었습니다. 가공 작업에 따라 UGI® 15-5PH AIR의 가공 생산성은 UGIMA® 4542보다 10~30% 낮습니다.
UGI® 15-5PH AIR에 수행되는 열처리는 두 단계로 구성됩니다:
오스테나이트화(고용 풀림): 1,030~1,050°C 부근에서 수행하며, 오일 담금질 또는 소단면 부품의 경우 공랭으로 중단합니다. 이 상태(조건 A)에서 경도는 Cu 석출 경화가 효과적이지 않기 때문에 중간 정도입니다. 따라서 A 조건은 가공이나 냉간 성형 작업을 수행하기 위해 종종 선택됩니다. 이 경우 응력 제거 처리를 300°C에서 1시간 동안 수행하여 소재를 안정화하고 담금질 균열 문제를 방지할 것을 권장합니다.
시효: 고용 처리 후 Cu 풍부 상을 석출시키고 기계적 특성을 조정하기 위해 시효 처리를 수행합니다. 시효 후 소재는 고용 및 시효 상태, 즉 H 조건이 됩니다. 시효 처리는 480°C(조건 H900)~620°C(조건 H1150) 사이에서 수행할 수 있습니다. 조건 H900은 경화 피크에 해당하며, Cu 석출물이 최대 경도를 유도합니다. 더 높은 온도에서는 석출물 성장에 따라 경도/강도가 감소합니다. 580°C 이상에서는 시효 중 일부 복귀 오스테나이트가 형성되어 인성이 증가하지만 강도는 저하됩니다. 조건 H1025는 강도와 인성 사이의 최적 트레이드오프를 제공하므로 고객들이 자주 선택합니다.
연화: 최저 강도 또는 경도는 H1150M 열처리 사이클(고용 풀림 후 760°C에서 2시간 템퍼링, 620°C에서 4시간 시효)을 통해 얻습니다. 이 열처리 사이클 후 기계적 특성은 UTS=780MPa, YS=710MPa, HRC<32로, 조건 A보다 현저히 낮습니다.
| 조건 | 열처리 |
|---|---|
| Cond A | 1,030/1,050°C 풀림 |
| H900 | 1,030/1,050°C 풀림 공랭 또는 오일 냉각 + 경화 1시간 480°C/공랭 |
| H925 | 1,030/1,050°C 풀림 공랭 또는 오일 냉각 + 경화 4시간 495°C/공랭 |
| H1025 | 풀림 1,030/1,050°C/공랭 또는 오일 냉각 + 템퍼링 4시간 550°C, 공랭 |
| H1075 | 풀림 1,030/1,050°C/공랭 또는 오일 냉각 + 템퍼링 4시간 580°C, 공랭 |
| H1100 | 풀림 1,030/1,050°C/공랭 또는 오일 냉각 + 템퍼링 4시간 590°C, 공랭 |
| H1150 | 풀림 1,030/1,050°C/공랭 또는 오일 냉각 + 템퍼링 4시간 620°C, 공랭 |
UGI® 15-5PH AIR는 단조에 적합합니다. 재가열은 1,150~1,200°C 사이에서 수행해야 하며, 단조는 1,200°C~950°C 사이에서 수행합니다. 단조 후 냉각은 공랭 또는 오일 냉각으로 수행해야 합니다. 이렇게 얻은 부품은 열처리(고용 풀림 및 필요시 시효, 이전 섹션 참조)를 거쳐야 합니다.
자분 탐상 검사 및 매크로그래프:
UGI® 15-5PH AIR는 AMS 2300 준수: 빈도/심도 등급 0/0
UGI® 15-5PH AIR의 매크로 구조는 AMS 5659 준수: 클래스 1~4는 일반적으로 ASTM A604에 따라 심각도 A로 인용됩니다.
공급 가능 제품:
| 제품 | 프로파일 | 표면 마감 | 공차 | 크기 (mm) |
|---|---|---|---|---|
| 봉강 | 원형 | 스무스 선삭 | k12~k13 | 22~115 |
| 필링 및 연마 | h11~h10~h9 | 22~115 | ||
| 센터리스 연마 | h9~h8~h7 | 5~115 | ||
| 냉간 인발 | h9 | 5~21 |
기타 제품: 공급업체에 문의
산세 절차: UGI® 15-5PH AIR는 630 강종과 동일한 방식으로 산세합니다.
필요한 경우, 예를 들어 철 입자 제거를 위해 다음 오염 제거 처리 공정을 권장합니다:
참고: 스테인리스강의 내식성은 부식 분위기의 조성(염화물 농도, 산화제의 유무, 온도, pH, 교반 여부 등) 및 재료의 준비 상태(금속 입자가 없는 표면, 표면 마감, 경화, 연마 등)와 관련된 여러 요인에 따라 달라집니다. 염화나트륨 안개 시험(ISO 9227 표준)과 같은 특정 시험에는 예방 조치를 취해야 합니다. 예를 들어 마킹 라벨(부식 확산 원인이 되어 시험 저항 시간을 단축할 수 있음)을 시편에 사용하지 않아야 합니다.
UGI® 15-5PH AIR는 예열 없이 대부분의 용접 기술로 용접 가능합니다: GMAW 또는 GTAW(필러 와이어 유무 관계없음), 레이저, 저항 용접, 전자빔 용접 등. 용접부의 기계적 특성이 모재와 동일 수준이어야 하는 경우, 필러 메탈을 사용하지 않거나 동질 필러 메탈(AWS E/ER 630 등)을 사용하고 용접 후 석출 경화 열처리(4페이지의 다양한 PH 열처리 참조)를 수행해야 합니다. 용접부의 기계적 특성이 모재와 동일 수준일 필요가 없는 경우, ER308LSi(19 9 L Si) 같은 필러 메탈을 사용할 수 있습니다.
용접 후 석출 경화 열처리를 하지 않는 경우, 250/300°C에서의 응력 제거 열처리가 HAZ의 인성을 높이고 용착 금속의 마르텐사이트 미세조직으로 인한 냉간 균열 위험을 방지하는 데 유용할 수 있습니다. 또한, 높은 내력강도를 가진 모든 고강도강에 요구되는 주의사항을 용접 설계에 반영해야 함을 다시 강조합니다: 노치와 급격한 단면 변경을 피해야 합니다. GMAW의 경우 Ar+1%CO₂ 또는 1~2%O₂ 보호 가스 사용을 권장합니다. GMAW와 GTAW 모두 H₂와 N₂를 포함한 가스는 피해야 합니다.
금속
개요 UGI® 15-5PH AIR(또는 UGI® 4545 AIR)는 항공우주 분야를 위해 개발된 프리미엄 품질의 침전경화(PH) 마르텐사이트계 스테인리스강입니다. 고강도와 고인성이 동시에 요구되는 부품에 사용되며, 우수한 피로 내성을 갖추고 있습니다. 이 소재는 해당 분야에서 가장 진보된 기술인 전극재 용해(ESR, Electro-Slag Remelting) 공정(AMS 5659 Type 2)을 거쳐 제조됩니다. 이를 통해 종방향뿐만 아니라 횡방향에서도 우수한 균질성, 등방성 및 높은 기계적 특성을 보장합니다. (강자성체) 미세조
개요 UGI® 15-5PH AIR(또는 UGI® 4545 AIR)는 항공우주 분야를 위해 개발된 프리미엄 품질의 침전경화(PH) 마르텐사이트계 스테인리스강입니다. 고강도와 고인성이 동시에 요구되는 부품에 사용되며, 우수한 피로 내성을 갖추고 있습니다. 이 소재는 해당 분야에서 가장 진보된 기술인 전극재 용해(ESR, Electro-Slag Remelting) 공정(AMS 5659 Type 2)을 거쳐 제조됩니다. 이를 통해 종방향뿐만 아니라 횡방향에서도 우수한 균질성, 등방성 및 높은 기계적 특성을 보장합니다. (강자성체) 미세조
