UGI® 4313 +QT780: 우수한 강도와 내식성을 지닌 니켈 합금 마르텐사이트계 스테인리스 강

개요

UGI® 4313은 저탄소 니켈 합금 마르텐사이트계 스테인리스 강으로, 높은 기계적 특성, 우수한 충격 강도, 그리고 고탄소 기존 마르텐사이트계 스테인리스 강종보다 뛰어난 내식성을 겸비하고 있습니다. 사용 온도 범위는 -60°C ~ +300°C입니다.

열처리 조건(퀜칭 + 템퍼링)에서 UGI® 4313의 미세조직은 템퍼드 마르텐사이트로 구성되며, 미량의 페라이트와 잔류 오스테나이트를 포함할 수 있습니다. 템퍼링 온도에 따라 최대 약 15%의 잔류 오스테나이트가 존재할 수 있습니다.

UGI® 4313은 금속학적 상태와 관계없이 강자성을 띠며(자석에 끌림), 투자율, 보자력, 잔류 자화, 포화 분극 등 자기적 특성은 열처리 조건에 따라 달라집니다. 기계적 강도, 내식성, 자성의 균형이 요구되는 용도(예: 자동차 연료 인젝터)에 적합한 소재입니다. 자세한 사항은 공급업체에 문의하시기 바랍니다.

특성

일반 특성

특성	값
밀도	7.7 g/cm³

기계적 특성

특성	온도	값	비고
샤르피 충격 에너지, V-노치	-60 °C	50 J
	20 °C	70 J
탄성 계수	20 °C	200 GPa
	100 °C	195 GPa
	200 °C	185 GPa
	300 °C	170 GPa
	300 °C	175 GPa
신율		15 %	최소값, 직경 ≤ 160mm
인장 강도		780.0 - 980.0 MPa	직경 ≤ 160mm

열적 특성

특성	값	비고
열팽창 계수	0.0000105 1/K	20~100°C
	0.0000109 1/K	20~200°C
	0.0000113 1/K	20~300°C
	0.0000116 1/K	20~400°C
비열 용량	430 J/(kg·K)

전기적 특성

특성	값
전기 저항률	6.0×10⁻⁷ Ω·m

화학적 조성

원소	함량	비고
탄소(C)	0.05	최대
크로뮴(Cr)	12.0 - 14.0 %
망간(Mn)	1.5	최대
몰리브덴(Mo)	0.30 - 0.70 %
니켈(Ni)	3.5 - 4.5 %
질소(N)	0.02 %	최대
인(P)	0.04	최대
실리콘(Si)	0.70	최대
황(S)	0.015	최대

기술적 특성

적용 분야

• 화학 및 석유화학 산업용 커플링, 펌프, 밸브, 압축기
• 항공우주, 자동차 및 엔진 용도(특히 인젝션)
• 발전용 터빈 부품
• 의료 기기
• 건축, 구조물
• 군수 및 방위 산업

냉간 가공

와이어 드로잉, 성형: UGI® 4313은 통상적인 방법으로 냉간 가공이 가능합니다.

내식성

국부 부식(공극 부식): 내공극 부식성은 강종 조성에 크게 의존하며, PREN 공식(%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N)으로 평가합니다. UGI® 4313의 평균 PREN은 15로, AISI 420계(1.4034, PREN 13.5)보다 우수하나 AISI 431계(1.4057, PREN 17)보다는 낮습니다.

따라서 UGI® 4313의 내공극 부식성은 염화물 이온 100 ppm 미만의 중간 정도 공격적인 환경에서 양호합니다. 전기연마 등 저조도 표면 상태로 개선 가능합니다.

일반 가공성

UGI® 4313은 소둔 상태(A)와 퀜칭-템퍼링 상태(QT) 모두 가공 가능합니다. 소둔 상태는 기계적 특성이 낮아 칩이 공구에 달라붙어 공구 마모를 가속하고 가공 표면 품질을 저하시킬 수 있습니다. QT 상태는 기계적 특성이 높을수록 공구 마모가 빨라지며, 4가지 QT 조건 중 QT700이 가장 가공성이 좋습니다.

UGI® 4313의 가공성은 니켈 함유 마르텐사이트계인 UGI® 4418 타입과 유사합니다. 기술 지원 부서에 문의하시기 바랍니다.

열처리

소둔: 600~650°C에서 공냉 또는 로냉, 마르텐사이트 변태 후 실시.

퀜칭: 900~1150°C 유지 후 공냉 또는 유냉.

템퍼링: 퀜칭 후 템퍼링 온도는 요구 기계적 특성에 따라 결정. EN 10088-3 권장 온도:

• +QT700: 650~700°C 및 600~620°C에서 이중 템퍼링
• +QT780: 550~620°C에서 단일 템퍼링
• +QT900: 520~580°C에서 단일 템퍼링

열간 가공

1150~1200°C로 가열 권장. 열간 단조는 1200~900°C 범위에서 수행 후 공냉. 단조 거동은 1.4301형 오스테나이트계와 유사합니다.

열간 가공 후 오스테나이트화 → 퀜칭 → 템퍼링의 완전 열처리를 권장합니다.

공급 형태

제품	형상	마감	공차	치수(mm)
디스케일 압연 봉강	원형		12~13	22~115
인발·선삭·연마 냉간 가공 봉강	원형		6~11	2~115
와이어 로드	원형	피클링		5~32

기타 옵션은 공급업체에 문의하십시오.

용접

UGI® 4313은 아크 용접(GMAW, GTAW, SMAW 등) 및 스폿, 심, 레이저 등 대부분의 공정으로 용접 가능합니다. 저탄소와 니켈 함유로 일반 마르텐사이트계 스테인리스 강보다 용접성이 우수합니다.

탄소가 적은 마르텐사이트와 미세 분산된 잔류 오스테나이트 덕분에 용접 열영향부(HAZ)가 용접 직후 양호한 충격 강도를 보이며, 냉간 균열에 비교적 둔감합니다. 예열은 일반적으로 불필요하나, 극후물이나 응력 집중 형상의 경우 100~200°C 예열을 권장합니다.

필러 와이어 사용 시:

• 용접 금속(WM)이 UGI® 4313 수준의 기계적 특성을 요구하지 않으면, UGIWELD™ 316LM 같은 오스테나이트계 필러 사용 가능. 이 경우 용접 후 열처리 일반적으로 불필요.
• WM이 UGI® 4313과 동등한 기계적 특성을 가져야 하면, 동질 필러 와이어 사용. 용접 후 540~580°C 템퍼링 열처리 권장. MIG 용접 시 Ar + 1~2% CO₂ 같은 저산화성 보호 가스 사용하여 WM의 산소 함량 억제 및 충격 강도 확보.