UGI® 4062 브라이트 바 – 비용 효율적 내식성을 위한 고성능 듀플렉스 스테인리스강
개요
UGI® 4062는 최소 22% 크롬과 2% 니켈을 함유한 오스테나이트-페라이트계(듀플렉스) 스테인리스강으로, 1.4301/1.4307(AISI 304/304L) 및 1.4310(AISI 302/301) 유형 강종에 대한 경제적으로 매력적인 대안으로 특별히 설계되었습니다.
이 강종은 높은 기계적 특성을 가지며, 내식성은 1.4301/1.4310 강종과 비교 가능합니다.
충격 강도 데이터: 이 강종은 부분적으로 페라이트계이며, 연성-취성 전이 온도를 가지므로 대구경 봉재의 저온 사용 시 제한이 있습니다.
980°C~1,050°C 온도 범위에서 "용체화 어닐링" 후 수냉, 유냉 또는 공랭 시, UGI® 4062는 비교적 동량의 페라이트와 오스테나이트로 구성됩니다. 결과적으로 부분적으로 강자성을 띠며(자화 가능). 강한 냉간 변형(와이어 인발 등) 시 오스테나이트 일부가 마르텐사이트로 변태하여 자성이 더 강해집니다.
모든 특성 유지를 위해(열간 가공 항목 참조) 300°C 이상에서 UGI® 4062 사용은 권장하지 않습니다.
특성
일반 특성
기계적 특성
| 특성 |
온도 |
값 |
비고 |
| 탄성 계수 |
20 °C |
200 GPa |
|
| 탄성 계수 |
100 °C |
194 GPa |
|
| 탄성 계수 |
200 °C |
186 GPa |
|
| 탄성 계수 |
300 °C |
180 GPa |
|
| 신율 |
|
12.0 - 30.0 % |
최소값, 직경에 따라 상이 |
| 인장 강도 |
|
650.0 - 1200.0 MPa |
직경에 따라 상이 |
열적 특성
| 특성 |
온도 |
값 |
비고 |
| 열팽창 계수 |
|
0.000013 1/K |
20 to 100°C |
| 열팽창 계수 |
|
0.0000135 1/K |
20 to 200°C |
| 열팽창 계수 |
|
0.000014 1/K |
20 to 300°C |
| 비열 용량 |
20 °C |
500 J/(kg·K) |
|
| 비열 용량 |
100 °C |
530 J/(kg·K) |
|
| 비열 용량 |
200 °C |
560 J/(kg·K) |
|
| 비열 용량 |
300 °C |
590 J/(kg·K) |
|
| 열전도율 |
20 °C |
15 W/(m·K) |
|
| 열전도율 |
100 °C |
16 W/(m·K) |
|
| 열전도율 |
200 °C |
17 W/(m·K) |
|
| 열전도율 |
300 °C |
18 W/(m·K) |
|
전기적 특성
| 특성 |
온도 |
값 |
| 전기 저항률 |
20 °C |
0.0000008 Ω·m |
| 전기 저항률 |
100 °C |
0.00000085 Ω·m |
| 전기 저항률 |
200 °C |
0.0000009 Ω·m |
| 전기 저항률 |
300 °C |
0.000001 Ω·m |
화학적 조성
| 원소 |
함량 (%) |
비고 |
| 탄소 (C) |
0.03 |
최대 |
| 크롬 (Cr) |
22.0 - 23.8 |
|
| 구리 (Cu) |
0.5 |
최대 |
| 망간 (Mn) |
2.0 |
최대 |
| 몰리브덴 (Mo) |
0.45 |
최대 |
| 니켈 (Ni) |
2.0 - 2.8 |
|
| 질소 (N) |
0.16 - 0.26 |
|
| 인 (P) |
0.04 |
최대 |
| 실리콘 (Si) |
1.0 |
최대 |
| 황 (S) |
0.01 |
최대 |
기술적 특성
| 특성 |
세부 사항 |
| 적용 분야 |
UGI® 4062는 다음 강종이 사용되는 대부분의 응용 분야에 적용 가능: 1.4301(AISI 304), 1.4307(AISI 304L), 1.4310(AISI 302/301).
적용 예: 성형, 냉간 성형 프로파일, 스폿 용접 조립품, 브레이딩/스프링, 여과, 장식, 나사봉, 액슬, 단조품, 강구조물, 콘크리트 보강 프레임 등. |
| 냉간 성형 |
UGI® 4062는 통상적 방법으로 냉간 변형 가공에 적합합니다.
1.4301 오스테나이트계(AISI 304)보다 더 강한 가공 경화 경향을 보이며(1.4301은 더 안정적), 1.4310 오스테나이트계(AISI 302)와 유사한 가공 경화 거동. 약 40% 냉간 변형부터 오스테나이트 일부가 마르텐사이트로 점차 변태하여 자성 증가. 950~1,050°C 사이의 새로운 용체화 열처리로 연성 복원 가능.
와이어 인발: 대표적인 가공 경화 곡선은 데이터시트 그림 참조.
벤딩/성형: 2D 조건의 냉간 변형 와이어는 벤딩에 적합. 예: 직경 10mm 와이어를 와이어 직경의 2.5배 반경으로 180° 벤딩 시, 1.4307(304L)과 비교해 낮은 거칠기로 오렌지 필 표면 없이 양호한 외관 확인.
스프링 제조: 냉간 가공 경화 와이어로 스프링 제조 가능. 1.4310 대비 강성 20~25% 우수. 권선 후 안정화 열처리(450~480°C, 5분 권장) 수행. 이 열처리는 20~300°C에서 1.4310보다 더 나은 이완 저항 제공. |
| 부식 특성 |
균일 부식: 주로 화학 산업(황산/인산 제조)에서 발생. 2몰/리터 황산(200g/리터), 23°C에서 분극 곡선의 용해 전류 밀도 측정으로 가속 시험. UGI® 4062는 1.4301 강종과 비교 가능한 균일 부식 저항성 보유.
공극 부식: 가장 일반적인 부식 모드. 염화물 이온이 황화물 개재물에 악영향. PREN(공극 부식 지수) = %Cr + 3.3%Mo + 16%N 공식으로 국부 부식 거동 추정: 듀플렉스 UGI® 4062 평균 약 27, 1.4301 유형 조성은 약 20. 염수 분무 시험과 공극 전위 시험 두 가지 가속 시험 선정.
중성 염수 분무 시험 (ASTM B117): 5중량% NaCl 용액(0.86몰/리터, 35°C, 중성 pH) 분무. 최초 공극 출현 시간 육안 판정. 표면 상태에 크게 의존. 직경 5.5mm 와이어 로드를 5mm로 가공 후 SiC 1200 페이퍼로 습식 연마, 아세톤/에틸알코올 혼합물로 탈지. 양단 레진 보호. 이 조건에서 1.4301은 1,000시간, UGI® 4062 듀플렉스는 2,000시간 후 최초 공극 출현.
공극 전위: 분극 곡선에서 공극 부식 개시 전위 결정. 전위 높을수록 내식성 우수. 중성 pH 두 매체 시험: 0.02몰/리터 NaCl(0.71g/L Cl⁻, 23°C), 0.86몰/리터 NaCl(30.4g/L Cl⁻, 35°C). SiC1200 기계 연마 표면과 미연마 표면 조건에서 UGI® 4062가 1.4301보다 우수한 공극 부식 저항성 제공.
틈새 부식: 밀폐 환경에서 발생, 부식 과정에서 산성화. 탈활성화 pH(부동태 피막 용해 pH)로 시뮬레이션. 2몰/리터 NaCl, 23°C에서 분극 곡선 측정. 탈활성화 pH 낮을수록 틈새 부식 저항성 우수. UGI® 4062가 1.4301보다 우수한 틈새 부식 저항성 제공.
입계 부식: UGI® 4062는 슈트라우스 시험(ASTM A262 Practice E) 적합 판정.
응력 부식 균열: 오스테나이트-페라이트계 강종이 오스테나이트계보다 우수한 저항성. EFC 17 매체(165g/L NaCl, pH=4.5), H₂S 분압 0.05~0.5bar, 80°C에서 100% Rp0.2 하중 시편에 720시간 시험 후 균열 미검출. |
| 일반 가공성 |
선삭 가공: UGI® 4062는 1.4301(AISI 304)과 동등한 절삭 공구 마모 수준(Vb15/0.15 시험, SECO TM2000 CNMG 120408-MF4 공구). 그러나 1.4301과 동일 생산성 유지를 위해 절삭 팁 조정 필요할 수 있음. 특히 UGI® 4062 칩이 잘 부러지지 않아 선반 가공 어려움 유발 가능. |
| 열처리 |
용체화 어닐링: 냉간 가공 후 경도 감소 및 연성 복원을 위해 950°C~1,050°C 사이에서 30~60분 유지 후 급냉. |
| 열간 성형 |
UGI® 4062는 1,000°C~1,200°C 사이에서 만족스러운 가공성 보유. 동일 온도에서 오스테나이트계 스테인리스강보다 단조 하중 낮고, 연성은 약간 낮음. 1,150~1,200°C로 가열 권장, 열간 변형 후 급냉(유냉/수냉)하여 850°C~400°C 사이 취성 석출물 생성 방지. 이 때문에 300°C 이상 사용 온도 비권장.
드릴링: 직경 4mm HSS 드릴(Perfor HSS 6-5-2), 중심 냉각 없이 사용 시 UGI® 4062가 1.4301(AISI 304) 대비 최대 칩 흐름 40% 더 허용(최적 작업 영역 OOZ*이 고이송 속도 쪽으로 확대). 직경 6mm 일체형 코팅 초경 드릴(Gühring RT100F), 중심 냉각 사용 시 최대 칩 흐름 25% 더 허용(OOZ* 확대). |
| 기타 (공급 제품) |
| 제품 |
마감 |
공차 |
치수 (mm) |
| 봉강 |
인발 냉간 변형 |
h9 |
5.0-28 |
| 와이어 로드 |
|
|
5.5-32 |
| 인발 와이어 |
|
|
0.2-10 |
| 봉강 |
기계 가공 냉간 변형 |
h9 |
20-120 |
기타 프레젠테이션: 공급업체 문의
평판 제품: Industeel Arcelor Mittal Group 문의
|
| 표면 처리 |
피클링/패시베이션/전해연마: 1.4301 오스테나이트계 스테인리스강에 통상 사용되는 조작 조건을 건별로 조정 필요(문의 요망). |
| 용접 |
UGI® 4062는 마찰 용접, 저항 용접, 필러 와이어 유무에 따른 아크 용접(MIG, TIG, 피복 전극, 플럭스 등), 레이저 빔 용접, 전자빔 용접 등 다양한 공정으로 용접 가능.
몰리브덴이 없어 용접 중 취성 상(시그마 상) 생성 위험 없음. 용접성은 1.4307(AISI 304L)과 유사하며, 오히려 용접 중 열간 균열에 대해 더 나은 보증 제공.
용접부 충격 인성 최적화를 위해, 용접 금속 영역(WMZ)과 열영향부(HAZ)의 페라이트 함량이 70% 미만이 되도록 충분한 선형 용접 에너지 선택 강력 권장. 용접부 요구 기계적 특성 및 내식성에 따라 다양한 필러 메탈 사용 가능:
- ER2307 / 23.7NL / A35N
- ER2209 / 22.9.3NL / A45N
- ER309LSi / 23.12LSi / A309LM
용접 전 예열 비권장. 용접 후 열처리 불필요(필요 시 T° > 950°C에서 퀸칭만 수행). |