UGI® 446 어닐링: 극한 온도용 고성능 페라이트 스테인리스강

개요

UGI® 446은 23% 이상의 크롬을 함유한 페라이트계 스테인리스강으로, 페라이트계 강종 중 최상급의 내식성을 가집니다. 열산화에 강하고 스케일링 현상에 대한 저항성이 좋아 800~1150°C 온도 범위의 용도에 흔히 사용됩니다. 열팽창 계수가 특수 유리와 유사하여 금속-유리 밀봉 접합부에 자주 쓰입니다. 액체 금속(구리, 황동)과의 접촉 특성이 우수하여 스테인리스강, 구리, 황동이 밀접하게 접촉하는 전기 용도에 적합합니다.

350~800°C 장시간 노출 시 시그마상이나 페라이트 분리로 인해 취성이 생길 수 있습니다. 어닐링 시 100% 페라이트 조직으로 입계 부식 우려가 없으나, 350~750°C 구간에서 장시간 유지 시 취성 상 성장에 의한 취화(475°C 부근 α+α' 페라이트 분리, 고온에서 시그마상)가 발생할 수 있으니 주의해야 합니다.

일반 특성

특성	값
밀도	7.5 g/cm³

기계적 특성

특성	값	비고
탄성 계수	220 GPa
신율	20 %	최소값
인장 강도	480 MPa	최소값

열적 특성

특성	값
비열 용량	500 J/(kg·K)
열전도율	17 W/(m·K)

전기적 특성

특성	값
전기 저항률	1.1e-06 Ω·m

화학적 조성 (중량 %)

원소	값	비고
탄소	0.06	최대값
크롬	23.0 ~ 24.0 %
망간	1.0	최대값
몰리브덴	0.5
니켈	0.5	최대값
질소	0.1	최대값
인	0.03	최대값
규소	0.7	최대값
황	0.03	최대값

기술적 특성

적용 분야

• 유리-금속 밀봉
• 조명용 전기 도체
• 구리 또는 황동과 접촉하는 부품 조립
• 유리 금형용 부품

냉간 성형

냉간 헤딩: 연성이 좋아 냉간 헤딩에 적합합니다. 열간 압연이나 냉간 인발에서 온 스크래치 라인에 민감하여 심한 냉간 변형 시 표면 균열이 발생할 수 있습니다.

벤딩/성형: 연성이 좋아 벤딩 및 성형에 적합합니다. 연성-취성 전이 온도가 상온에 가까워 저속 변형이 권장됩니다. 열기계적 이력에 따라 신장 표면에서 조대 입자로 인한 '오렌지 필' 현상이 나타날 수 있습니다.

인발/프로파일링: 일반적인 냉간 성형 공정으로 가공 가능합니다. 다른 페라이트계 강종과 마찬가지로 냉간 변형 시 기계적 특성(Rm, Rp0.2)이 약간 상승하고 연성은 감소합니다. 단면 감소율 80%까지 냉간 인발 가능합니다.

내식성

국부 부식 - 구멍 부식: ISO 15158 표준에 따른 구멍 부식 전위 측정 결과, 경질 염수(NaCl 0.02 M)에서 주요 페라이트계 스테인리스강의 구멍 부식 전위는 다음과 같습니다.

페라이트계 강종	구멍 부식 전위 (mV/ECS)
AISI 430 - 1.4016	350 mV
AISI 434 - 1.4113	400 mV
AISI 446 - 1.4763	420 mV
1.4511 / 1.4509	470 mV
AISI 445 - 1.4621	550 mV

UGI® 446의 구멍 부식 전위는 표준 페라이트계 UGI® 430보다 높으나, 티타늄/니오븀 안정화 강종(4511, 4509, 4621)보다는 낮습니다. 이는 미세한 입계 부식 감수성 때문입니다.

열산화: UGI® 446은 열산화에 강하며 800~1150°C 온도 범위에서 흔히 사용됩니다. 특히 사이클링 시험에서 스케일링 방지 효과가 우수합니다.

일반 절삭성

선삭: 다른 페라이트계 강종과 마찬가지로 주의가 필요합니다. 절삭 공구 팁에 재료가 쌓이고 달라붙어 공구 조기 마모, 거친 표면, 치수 편차가 발생할 수 있습니다. 코팅 공구(TiN, TiAlN 등) 사용을 권장합니다. 고압 윤활유 분사로 칩 배출을 원활히 하고, 극압 첨가제가 포함된 윤활유 사용이 좋습니다.

절삭 조건 예시 (어닐링 상태, 인장강도 450~550 MPa):

절삭 깊이 / 이송률	절삭 속도 (m/min)
	6 mm / 0.5 mm/rev	3 mm / 0.4 mm/rev	1 mm / 0.2 mm/rev
어닐링	160	190	260

드릴링: 선삭보다 윤활이 더 중요합니다. 윤활유 공급이 규칙적이고 넉넉해야 하며(압력, 유량), 대구경 드릴링 시 내부 급유 홀 드릴 사용을 권장합니다. 초경 드릴 130~140°, HSS 드릴 118° 포함각 권장.

열처리

어닐링 시 100% 페라이트 조직이므로 냉간 가공만 된 경우 추가 열처리 불필요합니다. 그러나 350~800°C 장시간 노출로 취화(시그마상, 페라이트 분리) 발생 시 800~1130°C 열처리로 어닐링 조직 복원 가능합니다. 조대 입자 생성을 방지하며 벤딩 등 용도에 악영향을 주지 않으려면 840~900°C에서 2시간 이상 유지 후 물이나 펄스 공기로 급랭하는 완전 어닐링을 권장합니다.

열간 성형

단조: 800°C~1130°C에서 단조성이 최대가 되어 쉽게 단조 가능합니다. 부품은 공랭 또는 수냉으로 급속 냉각 가능합니다.

기타 특성

UGI® 446은 연성-취성 전이 온도가 상온에 가까워 큰 두께(예: 원형 바 80mm 초과) 사용은 권장하지 않습니다.

공급 제품 형태

제품	형상	마감	공차	치수
와이어 로드	원형	피클링		5.0 ~ 32 mm
인발 와이어	원형			0.8 ~ 18.0 mm
프로파일				2 ~ 70 mm²
바	원형	압연 및 스케일 제거	12 ~ 13	22 ~ 71 mm
바	원형	선삭 및 연마	9 ~ 11	22 ~ 71 mm
바	원형	인발	8 ~ 9	2.0 ~ 55 mm

기타 형태는 공급업체에 문의 바랍니다.

용접성

티타늄이나 니오븀으로 안정화되지 않은 모든 페라이트계 강종과 마찬가지로 UGI® 446은 용접이 어렵습니다. 조대 입자로 인한 용접부 취화 방지와 용접부 및 열영향부의 입계 부식 방지를 위해 용접 조건을 정밀하게 조정해야 합니다. 원재료에 가까운 충격 특성 유지를 위해 용융부 급속 냉각과 저열 입력이 가능한 용접 기법(레이저 용접 > TIG 용접)을 선호합니다.

용접부 입계 부식 방지를 위해 안정화 용접 와이어(EXHAUST® F1 – 18LNb, EXHAUST® F1 EVO – 18LNbSi) 사용을 권장합니다. 용접 두께 2mm 초과 시 이중 안정화(Ti+Nb) 와이어(EXHAUST® Bi-Stab – 18LNbTi EVO) 사용이 바람직합니다.