UGI® PHYNOX®: 고성능 응용을 위한 프리미엄 오스테나이트계 코발트 합금

개요

UGI® PHYNOX®는 높은 항복 강도를 가진 오스테나이트계 코발트 기반 합금으로, 다음과 같은 다중 특성을 제공합니다:

• 냉간 성형 후 열처리에 의한 시효 경화 가능, 변형 없음
• 다양한 매체에서 우수한 내식성, 응력 부식 균열 저항성, 수소 취성 없음
• 이완 없는 우수한 내피로성
• 모든 템퍼(풀림, 냉간 인발, 시효)에서 비자성
• 액체 헬륨부터 500°C까지 넓은 온도 범위 사용 가능
• 완벽한 생체 적합성, 25년 이상 수술용 임플란트에 사용

청정도 기준: AFNOR NF S 90-403 및 ISO 5832/7 준수 - 황화물: 1, 알루미네이트: 3, 실리케이트: 1, 구상 산화물: 3

물성표

일반 특성

특성	값
밀도	8.3 g/cm³

기계적 특성

특성	값	비고
탄성 계수	182 GPa
전단 계수	75 GPa
인장 강도	1550.0 - 2250.0 MPa	냉간 인발 정도에 따라 다름

열적 특성

특성	값	비고
열팽창 계수	0.0000125 1/K	20~100°C
융점	1450.0 - 1460.0 °C
비열 용량	430 J/(kg·K)

전기적 특성

특성	값
전기 저항률	9.5e-07 Ω·m

자기적 특성

특성	값	비고
상대 투자율	1.0002 [-]	500 / 1000 Oe

화학 조성

원소	함량	비고
탄소 (C)	0.15	최대
크롬 (Cr)	19.0 - 21.0 %
코발트 (Co)	39.0 - 41.0 %
망간 (Mn)	1.5 - 2.5 %
몰리브덴 (Mo)	6.5 - 7.5 %
니켈 (Ni)	15.0 - 18.0 %
기타	1.0	최대
인 (P)	0.015	최대
실리콘 (Si)	1.2	최대
황 (S)	0.015	최대

기술적 특성

내식성

UGI® PHYNOX®는 유기산에 침해되지 않으며, 염수 분무 시험에서 완벽한 저항성을 보입니다. 광물산에 대한 거동은 최고급 스테인리스강보다 확실히 우수합니다. 또한 인체 조직과 접촉 시 완벽한 부동태성을 보여 25년 이상 수술용 임플란트에 사용되어 왔습니다.

부식 속도 지수: A: <0.05 mm/y, B: 0.05~0.25, C: 0.25~0.50, D: 0.50~1.25, E: >1.25

매체	농도	온도(°C)	지수	매체	농도	온도(°C)	지수
초산	50%	100	A	구연산	10%	100	A
염산	진한	110	E	젖산	10%	100	A
염산	50%	110	E	질산	50%	100	B
황산	50%	150	E	질산	10%	100	B
염화칼슘	10%	100	A	인산	50%	120	C
염화제2철	10%	25	A	염화나트륨	10%	100	A

응력 부식 균열 (NACE TM.01.07): NaCl 50g/L + CH₃COOH 5g/L 수용액, H₂S 포화, 1기압(pH=3), 24-26.8°C, 인장 강도: 항복 강도의 90%, UTS ≥1600 N/mm², YS 0.2% ≥1130 N/mm²

최소 보장 시간: 720시간 무파손 → 결과: 720시간 후 파손 없음. 추가 시험(온도 150°C 상승, 압력 증가): 1370시간 후 파열/균열 없음, 시험 중단

일반 가공성

인발 상태의 높은 기계적 특성과 가공 중 냉간 경화 경향으로 다음 주의사항 필요:

• 견고하고 강직한 공작기계
• 중간 정도의 절삭 속도
• 큰 경사각의 초경 공구 또는 브레이즈드 팁
• 고성능 냉각 및 윤활 절삭유

열처리

520°C / 3시간 – 공랭:

• 냉간 성형 또는 가공 후 열처리, 처리 부품의 변형 없음
• 진공로(10⁻⁵ Torr) 또는 보호 분위기(Ar) 권장
• 대기 중 처리도 기계적 특성에는 영향 없으나 외관 변화 발생
• 풀림 재료에는 영향 미미, 냉간 인발 제품에는 효과 큼

부품 세척 (열처리 후 윤활막 제거 및 산세):

1. 인산 6%, 70°C, 침지 15-20분 → 온수/냉수 세척 및 건조
2. 질산 30%, 40°C, 침지 2-3분 → 온수/냉수 세척 및 건조
3. 염산 40% + 질산 5%, 상온 → 질산 패시베이션(40%), 상온 → 온수/냉수 세척

공급 형태

• 와이어(코일) 및 정밀 연마 직선 바(최소 직경: 1mm)
• 풀림 상태: Ø 0.60mm ~ 18mm
• 경질 상태: Ø 0.012mm ~ 15mm
• 기타 옵션: 공급업체 문의

표면 처리

• 산세 및 연마: 기계적 스케일 제거 외, 5% 불산 + 12% 질산 비등 수용액 침지로 산화막 제거 가능
• 전해 연마: 치과용 코발트 기반 합금용 제품으로 가능

용접

UGI® PHYNOX®는 용이하게 용접 가능: 저항 점용접, 전자빔 용접, 레이저, 아르곤 아크 용접. 납땜도 가능. 단, 시효 경화는 냉간 가공 영역에서만 얻을 수 있으므로, 용접/납땜부를 중부하가 걸리지 않는 위치에 배치하거나 불연속 이음으로 설계해야 함.