UGI 4057 AIR QT900 – 우수한 내식성을 위한 프리미엄 마르텐사이트계 스테인리스강

개요

UGI 4057 AIR는 니켈이 첨가된 마르텐사이트계 스테인리스강입니다. 15% 크롬 함량으로 AISI 410이나 420 같은 고전적 마르텐사이트계 스테인리스강보다 높은 내식성을 보장합니다. UGI 4057 AIR의 합금 원소(Cr, Ni, C) 균형은 오스테나이트화 후(잔류 오스테나이트와 델타 페라이트 최소량) 거의 완전한 마르텐사이트 조직을 얻어 최대 강도를 발휘하도록 신중하게 선택되었습니다. 이 강종은 퀜칭 및 템퍼링 조건에서 주로 사용되며, 템퍼링 온도에 따라 다양한 기계적 특성을 제공합니다.

퀜칭 및 템퍼링 조건에서 미세조직은 미세한 크롬 탄화물을 가진 완전 마르텐사이트입니다. 델타 페라이트는 열간 압연과 오스테나이트화로 거의 완전히 제거됩니다(델타 분율 < 5% 보장). UGI 4057 AIR에는 ASTM E45/A에 따른 미세청정도가 보장됩니다. 향상된 미세청정도가 필요한 응용 분야를 위해 ESR 정제 버전도 제공됩니다.

미세청정도 등급 (ASTM E45/A)

유형		A		B		C		D
등급		Thin	Heavy	Thin	Thick	Thin	Thick	Thin	Thick
등급		< 2	< 2	<= 2	< 2	<= 2	< 2	<= 2	< 2

향상된 미세청정도가 필요한 응용 분야를 위해 UGI 4057 AIR는 ESR 정제 버전으로도 존재합니다.

UGI 4057 AIR는 실온에서 727°C(퀴리 전이)까지 강자성 등급입니다. 자기적 특성은 반경질이며, 템퍼링에 의해 크게 변화합니다. 템퍼링에 따른 변화는 데이터시트의 그림 부분에 제공된 그래프에 표시되어 있습니다.

특성

일반 특성

특성	온도	값
밀도	20 °C	7.71 g/cm³
밀도	100 °C	7.69 g/cm³
밀도	200 °C	7.66 g/cm³
밀도	300 °C	7.64 g/cm³
밀도	400 °C	7.6 g/cm³

기계적 특성

특성	온도	값	비고
샤르피 충격 에너지, V-노치		20 J	최소값
탄성 계수	20 °C	215 GPa
탄성 계수	100 °C	212 GPa
탄성 계수	200 °C	205 GPa
탄성 계수	300 °C	200 GPa
탄성 계수	400 °C	190 GPa
신율		12 %	최소값, 직경 ≤ 100mm
브리넬 경도		270.0 - 321.0 [-]
인장 강도		900.0 - 1080.0 MPa	직경 ≤ 100mm

열적 특성

특성	값	비고
열팽창 계수	0.0000106 1/K	20 to 100°C
열팽창 계수	0.0000112 1/K	20 to 200°C
열팽창 계수	0.0000117 1/K	20 to 300°C
열팽창 계수	0.0000121 1/K	20 to 400°C
비열 용량	460 J/(kg·K)
열전도율	25 W/(m·K)

전기적 특성

특성	값
전기 저항률	7e-07 Ω·m

화학적 조성

원소	함량 (%)	비고
탄소 (C)	0.12 - 0.2
크롬 (Cr)	15.0 - 17.0
구리 (Cu)	0.5	최대
망간 (Mn)	1.0	최대
몰리브덴 (Mo)	0.30	최대
니켈 (Ni)	2.0 - 3.0
인 (P)	0.025	최대
실리콘 (Si)	1.0	최대
황 (S)	0.005	최대

기술적 특성

특성

세부 사항

적용 분야

UGI 4057 AIR는 우수한 내식성이 설계에서 중요한 고응력 부품에 자주 사용됩니다. 예: 항공기 피팅, 펌프 샤프트, 밸브 부품. 또한 압력 용기에 관한 EN10272 요구사항을 충족합니다.

부식 특성

이 합금은 양호한 대기 부식 저항성을 가지며, 마르텐사이트계 강종 중 표준 등급으로는 최고 수준의 내식성을 가집니다(구조 경화 등급인 UGIMA® 4542만이 마르텐사이트계 중 더 높은 내식성). 특정 석유 및 유기 제품에도 저항합니다.

다양한 환경에서의 거동:

환경	거동/용도
질산	GOOD
인산	제한적 사용
황산	제한적 사용
초산	제한적 사용
탄산나트륨	보통
NaCl (염수 분무 시험)	보통
습도	GOOD
해수	제한적 사용

참고: 스테인리스강의 내식성은 부식성 분위기 조성(염화물 농도, 산화제 유무, 온도, pH, 교반 여부 등) 및 재료 표면 상태(금속 입자 없는 표면, 표면 마감 등) 등 많은 요인에 따라 달라집니다. 염화나트륨 분무 시험(ISO 9227) 등 특정 시험 시 주의사항 준수 필요(예: 부식을 유발할 수 있는 마킹 라벨 사용 금지).

열처리

오스테나이트화: 950°C~1030°C 범위에서 최소 30분 유지. 탄소를 용해시켜 과포화 마르텐사이트 생성 목적. 냉각은 입계 석출 방지(인성 저해) 위해 충분히 빠르되, 퀸칭 크랙 방지 위해 너무 빠르지 않게. 부품 크기에 따라 오일 퀸칭(중간 급랭) 또는 공랭 수행.

템퍼링: 고객 사양에 따라 조건 변경 가능. 일부 사양은 이중 템퍼링(1차 템퍼링 후 신생 마르텐사이트 이완) 요구, 일부는 단일 템퍼링 요구. UGI 4057 AIR는 오스테나이트화 후 잔류 오스테나이트 함량이 낮아 단일/이중 처리 모두 가능.
QT900 권장 템퍼링 루트:

640°C / 4시간 / 공랭 + 610°C / 4시간 / 공랭 (이중 템퍼링)
650°C / 4시간 / 공랭 (단일 템퍼링)

어닐링/연화: 완전 어닐링은 긴 냉각 시간으로 비현실적. 대신 반어닐 공정 사용:

낮은 온도에서 오스테나이트화하여 구상화 탄화물 생성(통상 800°C, 2시간 유지) 후 600°C까지 로 냉각, 이후 공랭
680-700°C에서 4시간 고온 템퍼링 후 공랭

열간 성형

UGI 4057 AIR는 단조에 적합. 850°C까지 천천히 가열, 이후 1150/1180°C로 빠르게 가열하여 1180°C~950°C 사이에서 단조. 단조 후 200°C 응력 제거 열처리 또는 750~850°C 연화, 또는 경화 및 템퍼링 수행 필요.

기타 (공급 제품)

제품	프로파일	표면 마감	공차	치수 (mm)
봉강	원형	열간 압연 탈피	k13-k12	22-115
		선삭	k13-k12	22-115
		연마 선삭/박피 연마	h11-h10 / h9	22-115
		센터리스 연마	h9-h8-h7	5-115
		냉간 인발	h9	5-21

용접

적절한 예방 조치 시, UGI 4057 AIR는 템퍼링, 경화, 연화 조건에서 대부분의 아크 용접 또는 저항 용접 기술 적용 가능.

용접 후 냉간 균열 방지를 위해 200~300°C로 예열하고, 패스 간 온도 최소 200°C 유지 필요. 용접 후 650°C 템퍼링 열처리 필수.

필러 메탈 필요 시, UGI 4057 AIR와 유사 조성의 필러 와이어 권장(용접 금속 기계적 특성이 모재와 동일해야 할 경우). 그렇지 않으면 AWS E/ER310 오스테나이트계 와이어 사용 가능.

MIG 용접 시 Ar + 1~3% CO₂ 또는 O₂ 차폐 가스 권장. H₂ 함유 가스 사용 금지. 피복 전극은 용접 전 오븐 건조 필수.

AA 2219 T351 알루미늄 합금: 고강도, 구리 강화 첨단 응용 분야용 등급 UGI® 4062 브라이트 바 – 비용 효율적 내식성을 위한 고성능 듀플렉스 스테인리스강

금속