UGI® KC35N: 고강도·내식성 니켈-코발트-크로뮴-몰리브덴 합금 (냉간인발 및 시효처리)

개요

UGI® KC35N은 다상 합금 시스템에 속하는 비자성 니켈-코발트-크로뮴-몰리브덴 합금으로, 초고인장강도, 우수한 연성 및 인성, 탁월한 내식성을 동시에 구현합니다. 또한 황화 내성, 고온 산화 내성, 수소 취성 내성에서도 뛰어난 성능을 발휘합니다.

이 합금은 특정 요구사항에 맞춰 생산 가능하며, 풀림 상태(인장강도 800-1000 MPa)부터 냉간인발 상태(인장강도 1300-2000 MPa, ±100 MPa 범위)까지 폭넓은 기계적 물성 범위를 제공합니다.

열처리의 영향은 풀림 상태에서는 미미하나, 냉간 가공 경화가 진행될수록 중요해집니다. 요청된 기계적 강도를 냉간인발만으로 달성할 수 있으나, 더 가벼운 냉간인발 후 열처리로 목표 물성을 확보하는 것이 바람직합니다. 열처리는 소재를 안정화시키기 때문입니다.

주요 특성

일반 물성

특성	값
밀도	8.34 g/cm³

기계적 물성

특성	온도	값
탄성 계수	20 °C	235 GPa
탄성 계수	200 °C	219 GPa
탄성 계수	500 °C	201 GPa
전단 계수	20 °C	80.9 GPa
전단 계수	200 °C	74.7 GPa
전단 계수	500 °C	67.8 GPa
인장 강도	-	1300.0 - 2000.0 MPa

열적 물성

특성	값	비고
열팽창 계수	1.28×10⁻⁵ 1/K	20~100°C
용융점	1315.0 - 1440.0 °C	-
열전도율	11.24 W/(m·K)	-

전기적 물성

특성	값
전기 저항률	1.03×10⁻⁸ Ω·m

자기적 물성

특성	값	비고
상대 투자율	1.0009	최대값, 500/1000 Oe

화학 조성 (중량%)

원소	함량	비고
붕소	0.01%	-
탄소	0.03%	최대
크롬	19.0 - 21.0%	-
철	1.0%	최대
망간	0.15%	-
몰리브덴	9.0 - 10.5%	-
니켈	33.0 - 37.0%	-
인	0.015%	최대
실리콘	0.15%	-
황	0.01%	최대
티타늄	1.0%	최대

기술적 특성

적용 분야

• 의료: 보철물 및 고정 나사, 심박조율기 전극, 혈관 스텐트, 대정맥 필터, 교정용, 보조 기구 등
• 항공우주: 스프링, 토션 바, 자이로스코프 부품
• 해양 장비: 피팅, 스프링, 케이블
• 시계 산업: 스프링, 시계줄 부품, 핀, 크라운, 푸시버튼 스프링
• 전자 산업: 비자성 부품
• 힘 및 압력 센서
• 석유 및 가스 산업: 스프링, 비자성 부품, 내식·내마모 부품

내식성

UGI® KC35N은 황화, 고온 산화, 수소 취성, 염수 및 대부분의 무산에 대해 탁월한 내성을 가집니다. 매우 높은 강도 수준에서도 응력 부식 균열에 대한 예외적인 내성을 보여주며, 피팅 및 틈새 부식과 같은 국부 부식에도 높은 저항성을 가집니다.

UGI® KC35N은 극도로 귀한 합금이므로, 탄소강, 316 스테인리스강, K MONEL® 등 더 활성인 금속과 전기적으로 접촉할 경우 갈바닉 부식이 발생할 수 있습니다.

UGI® KC35N 합금은 NACE MR0175에 포함되어 있으며, 최대 경도 HRC 35(특정 냉간가공+시효 조건에서 HRC 48)까지 적용 가능합니다. 이 표준은 산성 가스 및 오일 웰 서비스와 같은 신환경 노출에 대한 황화 응력 균열 저항 소재 요건을 규정합니다.

매체	내식성 등급
초산	우수
황산	양호
해수	우수
습도	우수
염수 분무(NaCl)	우수
질산	양호
인산	양호
수산화나트륨	양호

일반 가공성

인발 상태의 높은 기계적 물성과 가공 중 냉간 경화 경향으로 인해 가공 시 특별한 주의가 필요합니다:

• 견고하고 강성 높은 공작 기계
• 중간 정도의 절삭 속도
• 큰 레이크 각을 가진 초경 공구 또는 브레이즈드 팁
• 고성능 냉각 및 윤활 절삭유

가공성 연구에 따르면 이 합금은 니켈-코발트-크로뮴 기반 합금 가공성의 표준으로 널리 사용되는 Waspaloy®보다 우수한 가공 특성을 보입니다. UGI® KC35N의 가공 파라미터는 Waspaloy® 합금에 사용되는 것과 유사합니다.

열처리

• 시효 온도 범위: 430~650°C / 공랭
• 최적 물성을 위해 냉간가공된 KC35N은 540~600°C에서 시효 처리
• 풀림 소재에 대한 열처리 영향은 미미하나, 냉간인발 제품에서는 매우 중요해짐

용접

UGI® KC35N 합금은 TIG 용접이 성공적으로 가능합니다. 일반적으로 304 스테인리스강과 유사한 용접 특성을 가지며, 유사한 준비와 예방 조치를 적용해야 합니다.

용접 파라미터는 패스당 열입력이 낮도록 조정해야 합니다. 마레이징 강 및 304 스테인리스강 용접에 사용되는 열입력의 약 1/2~2/3 수준을 사용해야 합니다.