UGIMA® 4509 가공경화 인발: 향상된 절삭성 및 내식성의 페라이트계 스테인리스강

UGIMA® 4509는 약 18% 크롬을 함유하고 니오븀과 티타늄으로 안정화된 향상된 절삭성의 페라이트계 스테인리스강입니다.

• 우수한 내식성뿐만 아니라 기계 가공, 냉간 단조, 용접 등 다양한 가공 방식에 높은 적합성
• UGIMA® 버전으로 표준 4509 대비 공구 마모 감소와 칩 분절성 향상으로 가공 생산성 대폭 향상
• 니오븀 안정화로 용접 시 예민화 위험 제거, 티타늄으로 용접부 입자 크기 제한
• 우수한 냉간 단조성 보유
• 일부 용도에서 오스테나이트계 1.4307 또는 1.4305의 경제적 대체재
• 페라이트 조직으로 우수한 강자성, 양호한 산화 저항성(열간 순환 특히), 탄소강과 유사한 열팽창 계수

납품 상태에서 완전 페라이트 조직. 주요 석출물: Nb-탄질화물, Ti-질화물, Ti-황화물 또는 Ti-탄화황화물.

물성표

일반 물성

항목	값
밀도	7.7 g/cm³

기계적 물성

항목	온도	값	비고
탄성 계수	20 °C	220 GPa
	100 °C	215 GPa
	200 °C	210 GPa
	300 °C	205 GPa
	400 °C	195 GPa
신율		8.0 - 15.0 %	최소값, 치수 의존
인장 강도		400.0 - 750.0 MPa	최소값, 치수 의존

열적 물성

항목	값	비고
열팽창 계수	0.000010 1/K	20~100°C, 20~200°C
	0.0000105 1/K	20~300°C, 20~400°C
비열 용량	460 J/(kg·K)
열전도율	25 W/(m·K)

전기적 물성

항목	값
전기 저항률	6×10⁻⁷ Ω·m

화학 성분

원소	함량	비고
탄소 (C)	0.03	최대
크롬 (Cr)	17.5 - 18.5 %
망간 (Mn)	1.0	최대
니오븀 (Nb)	0.70	최대, 최소: 0.30+(3×C)
질소 (N)	0.03	최대
인 (P)	0.03	최대
실리콘 (Si)	1.0	최대
황 (S)	0.015	최대
티타늄 (Ti)	0.1 - 0.30 %

기술적 특성

적용 분야

• 에너지, 공정 산업(솔레노이드 밸브)
• 자동차: 람다 센서 지지대, 인젝터, 솔레노이드 밸브, 자성 응용(솔레노이드)
• 제한 사항: 극저온 용도(인성 부족), 비자성 특성 요구 용도

냉간 성형

냉간 인발, 성형, 단조 등 통상적인 냉간 가공 공정에 쉽게 적용 가능. 적당히 가공경화되어 공구 부하가 적음.

내식성

피팅 부식: 피팅 전위 측정(높을수록 내성 우수). 중성 약염소 환경(0.02 mol/L NaCl, 수돗물, 23°C)에서 횡방향 선삭 시편으로 시험. UGIMA® 4509는 UGI 4509와 유사한 거동.

강종	피팅 전위 (mV/SCE)	표준편차
UGI 4509	484	3
UGIMA® 4509	447	8
UGIMA® 4511	360	20

중성 염수 분무 시험 (ISO 9227): 15mm 직경 봉을 종방향으로 기계 연마(SIC 1200) 후 500시간 시험. UGIMA® 4509와 UGI 4509 모두 표면 90% 이상 부식 피팅 없음. 내염수성 동등.

고온 산화 저항성: 900°C에서 20분 유지, 공랭 300 사이클 순환 산화 시험. 산화층 두께(미세하고 밀착성 좋음)가 두 강종에서 유사.

강종	산화층 두께 (mg/cm², 300사이클 후)
UGI® 4509	1.9
UGIMA® 4509	1.7
UGIMA® 4511	1.2

절삭 성능 비교

표준 1.4509 대비 공구 마모 지연과 칩 분절성 향상으로 상당한 생산성 향상.

선삭 (VB15/0.15 건식, ap=1.5mm, f=0.25mm/rev)

작업	공구	표준 1.4509	UGIMA® 4509
선삭 VB15/0.15	SECO TM2000 CNMG 120408-MF4	Vc = 390 m/min	Vc = 415 m/min (약 6% 향상)

칩 분절 영역 (CBZ, Vc=150 m/min)

작업	공구	표준 1.4509	UGIMA® 4509
선삭 CBZ	SECO TM2000 CNMG 120408-MF4	56 조건 중 38개 양호	56 조건 중 43개 양호

나사 절삭기 시험 (TORNOS SIGMA 32, 1000개 부품 생산 기준)

작업	공구	표준 1.4509	UGIMA® 4509
황삭 선삭 (ap=2mm, f=0.30)	SECO TM2000 CCMT09T308-F2	Vc = 150 m/min	Vc = 195 m/min (30% 향상)
정삭 선삭 (ap=0.5mm, f=0.10)	SECO TM2000 CCMT09T304-F1	Vc = 275 m/min	Vc = 275 m/min (기계 한계)
선삭 VB15/0.25 (ap=1.5mm, f=0.25)	SECO TM2000 CCMT09T308-F2	Vc = 220 m/min	Vc = 265 m/min

절단 (Cross-cutting)

작업	공구	표준 1.4509	UGIMA® 4509
횡절단	SANDVIK QD-NG-0300-0001-CF 1105	Vc=100 m/min, f=0.07 mm/rev	Vc=130 m/min, f=0.10 mm/rev (80% 이상 생산성 향상)

열처리

연화: 냉간 변형 후 연성 회복을 위해 750~900°C에서 처리 후 공랭.

열간 성형

완전 페라이트 조직으로 전 온도 영역에서 우수한 단조성. 800~1150°C 사이에서 단조 또는 압연 가능. 가열 온도는 1150°C 초과 금지(과도한 입자 성장 방지).

공급 형태 및 치수

제품	형상	마감	공차	치수
봉강	원형	압연·제강	k13 – k12	Ø 22~71
		선삭	10 + 11	Ø 22~70
		연마	7+8+9+옵션	Ø 2~70
		인발	9	Ø 2~30
		흑피	± 1% Ø	Ø 23~73

기타 제품은 공급업체에 문의.

용접성

Nb/Ti 이중 안정화로 표준 1.4509와 동일하게 대부분 아크 용접(MIG/TIG, 충전재 유/무, 피복 전극, 플라즈마 등), 레이저, 저항(점/심), 마찰, 전자빔 용접 가능. 용접 전후 열처리 금지(페라이트 입자 성장 방지).

• 충전재 사용 시: 동종(안정화 페라이트) 충전재 EXHAUST® F1(18LNb) 권장 → WM/HAZ 100% 페라이트 조직 확보
• 두꺼운 용접(≥3mm): 오스테나이트계 충전재 ER308L(Si)(1.4316) 권장 → WM 과도 입자 성장에 의한 약화 방지
• MIG/TIG: 보호 가스에 수소/질소 무함유
• MIG: Ar(+He) + 1~3% O₂ 또는 CO₂
• TIG: Ar(+He)