UGIMA® 4509 어닐링 – 탁월한 가공성 및 내식성
개요
UGIMA® 4509는 약 18% 크롬을 함유하고 니오븀과 티타늄으로 안정화된 가공성이 향상된 페라이트계 스테인리스강입니다.
우수한 내식성 외에도 이 강종은 기계 가공, 냉간 헤딩, 용접 등 다양한 가공 방식에 매우 적합합니다. 이 UGIMA® 버전의 4509는 표준 4509에 비해 공구 마모가 느리고 칩 분절성이 향상되어 가공 생산성을 크게 높일 수 있습니다. 니오븀 안정화는 용접 중 감작 위험을 제거하며, 티타늄은 용접부의 입자 크기를 제한합니다.
우수한 냉간 헤딩 특성을 가집니다.
일부 용도에서는 1.4307 또는 1.4305와 같은 특정 오스테나이트계 강종을 경제적으로 대체할 수 있습니다. 페라이트 조직은 우수한 강자성 특성, 우수한 산화 저항성(특히 열 사이클에 대해), 탄소강과 유사한 팽창 계수를 보장합니다.
UGIMA® 4509의 납품 상태 조직은 완전히 페라이트입니다. 주요 석출물은 Nb-탄질화물, Ti-질화물, Ti-황화물 또는 Ti-탄화황화물입니다.
물리적 특성
일반 특성
기계적 특성
| 특성 |
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 |
|
18% |
최소값 |
| 브리넬 경도 |
|
200.0 |
최대값 |
| 인장 강도 |
|
420.0~620.0 MPa |
|
열적 특성
| 특성 |
값 |
비고 |
| 열팽창 계수 |
10.0×10⁻⁶ 1/K |
20~100°C, 20~200°C |
| 10.5×10⁻⁶ 1/K |
20~300°C, 20~400°C |
| 비열 용량 |
460 J/(kg·K) |
|
| 열전도율 |
25 W/(m·K) |
|
전기적 특성
화학적 조성
| 원소 |
함량 |
비고 |
| 탄소 |
0.03% |
최대값 |
| 크롬 |
17.5~18.5% |
|
| 망간 |
1.0% |
최대값 |
| 니오븀 |
0.70% |
최대값, 최소값: 0.30+(3×C%) |
| 질소 |
0.03% |
최대값 |
| 인 |
0.03% |
최대값 |
| 규소 |
1.0% |
최대값 |
| 황 |
0.015% |
최대값 |
| 티타늄 |
0.1~0.30% |
|
기술적 특성
| 특성 |
세부 사항 |
| 적용 분야 |
- 에너지, 공정 (솔레노이드 밸브)
- 자동차: 람다 센서 지지대, 인젝터, 솔레노이드 밸브, 자기 응용 (솔레노이드)
사용 제한: 극저온 응용 (충분한 인성 부족), 비자성 특성이 요구되는 응용
|
| 냉간 성형 |
UGIMA® 4509는 일반적인 냉간 가공 공정에 쉽게 적용 가능: 냉간 인발, 성형, 단조, 냉간 헤딩 등. 적당히 가공 경화되어 공구에 가해지는 힘이 적습니다. |
| 내식성 |
공동 부식: 공동 전위를 테스트하여 평가. mV/SCE가 높을수록 공동 부식 저항성이 큼. 중성, 약염소화 pH 환경(염화나트륨 0.02 mol/L, 상수도, 23°C) 선택. 다음 표는 횡방향으로 선삭한 시편에서 측정한 공동 전위 값:
UGIMA® 4509의 공동 부식 저항 거동은 UGI 4509와 유사함.
| 강종 |
공동 전위 (mV/SCE) |
표준 편차 |
| UGI 4509 |
484 |
3 |
| UGIMA® 4509 |
447 |
8 |
| UGIMA® 4511 |
360 |
20 |
ISO 9227 중성 염수 분무 시험: 스테인리스강에서 이 시험은 표면 상태(스크래치 유무 등)에 크게 의존하지만, 기계적 연마(SIC 1200 페이퍼) 후 종방향으로 15mm 직경 봉재로 수행. UGIMA® 4509와 UGI 4509 모두 500시간 후 표면의 90%가 공동 부식 없음. UGIMA® 4509의 염수 분무 저항성도 UGI 4509와 동일.
고온 산화 저항성: 900°C에서 20분 유지, 공냉 300 사이클의 순환 산화 시험 수행. 다음 표는 형성된 산화층 두께(미세하고 밀착성 양호)가 UGIMA® 4509와 UGI 4509에서 유사함을 보여줌.
| 강종 |
300 사이클 × 20분 @ 900°C 후 산화층 두께 (mg/cm²) |
| UGI® 4509 |
1.9 |
| UGIMA® 4509 |
1.7 |
| UGIMA® 4511 |
1.2 |
|
| 일반 가공성 |
표준 1.4509 대비 UGIMA® 4509는 공구 마모가 느리고, 특히 동일 절삭 조건에서 칩 분절성이 향상되어 가공 생산성이 크게 증가.
선삭: 표준 VB15/0.15 건식 테스트를 NC 선반에서 수행하고 칩 분절 영역(CBZ) 결정. 동일 공구 마모 조건에서 UGIMA® 4509가 표준 1.4509 대비 약 6% 생산성 향상 가능, 칩 분절성 개선으로 칩 볼 형성에 의한 기계 정지 및 공구 파손, 가공면 스크래치 위험 감소.
| 작업 |
공구 |
1.4509 표준 |
UGIMA® 4509 |
| 선삭 VB15/0.15 (ap=1.5mm, f=0.25mm/rev) |
SECO TM2000 CNMG 120408 – MF4 |
Vc = 390 m/min |
Vc = 415 m/min |
| 선삭 CBZ (Vc=150 m/min) |
SECO TM2000 CNMG 120408 – MF4 |
56개 조건 중 38개 정상 칩 분절 |
56개 조건 중 43개 정상 칩 분절 |
(1) VB15/0.15: 실제 가공 15분 후 0.15mm 측면 마모 발생 절삭 속도; (2) CBZ: 이송(0.1~0.4mm/rev, 0.05 증분) 및 절삭 깊이(0.5~4mm, 0.5 증분)를 일정 절삭 속도에서 변화시켜 7×8=56개 조건 중 정상 칩 분절 조건 수 결정.
나사 가공: TORNOS SIGMA 32 자동 선반에서 UGIMA® 4509와 표준 1.4509 비교 테스트 수행. 각 강종별로 다양한 작업의 최적 절삭 조건을 정의하여 공구 교체 없이 1000개 부품 생산 테스트.
선삭 (황삭 및 정삭): 다음 표는 작업(황삭/정삭) 및 공구별로 공구 교체 없이 1000개 부품 생산 가능한 절삭 조건. 표준 VB15/0.25 테스트 결과 추가. 세 가지 선삭 작업 모두 UGIMA® 4509가 표준 1.4509 대비 최대 30% 생산성 향상 가능.
| 작업 |
공구 |
표준 1.4509 |
UGIMA® 4509 |
| 황삭 선삭 (ap=2mm, f=0.30mm/rev) |
SECO TM2000 CCMT09T308-F2 |
Vc = 150 m/min |
Vc = 195 m/min |
| 정삭 선삭 (ap=0.5mm, f=0.10mm/rev) |
SECO TM2000 CCMT09T304-F1 |
Vc = 275 m/min |
Vc = 275 m/min |
| 선삭 VB15/0.25 (ap=1.5mm, f=0.25mm/rev) |
SECO TM2000 CCMT09T308-F2 |
Vc = 220 m/min |
Vc = 265 m/min |
(1) f=0.3mm/rev에서 표준 1.4509 칩 분절 불량으로 기계 정지 다수 발생; f=0.35mm/rev, Vc=130m/min에서 1000개 생산 가능하나 조도 Ra 3.2µm 초과. (2) 제한된 공구 마모로 1000개 부품에서 Ra < 1.6µm 보장 조건. (3) TORNOS SIGMA 32 최대 절삭 속도로 두 강종 간 차이 없음. (4) VB15/0.25: 실제 가공 15분 후 0.25mm 측면 마모 발생 절삭 속도. (5) 표준 1.4509에서 과도한 공구 마모로 표면 조도 불량.
절단: 다음 표는 횡절단 작업에서 공구 교체 없이 1000개 부품 생산 가능한 절삭 조건. 절단 작업에서 UGIMA® 4509가 표준 1.4509 대비 80% 이상 생산성 향상.
| 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 |
|
| 열처리 |
연화: 냉간 변형 후 연성 회복을 위해 UGIMA® 4509를 750~900°C에서 처리 후 공랭. |
| 열간 성형 |
UGIMA® 4509는 완전 페라이트 조직으로 모든 온도에서 우수한 단조성 보유. 800°C~1150°C 사이에서 단조 또는 압연으로 열간 성형 가능. 가열 온도는 1150°C를 초과하지 않아야 과도한 입자 성장을 방지할 수 있음. |
| 기타 |
공급 가능 제품:
| 제품 |
형상 |
마감 |
공차 |
치수 |
| 봉재 |
원형 |
압연 탈피 |
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 제품: 공급업체 문의
|
| 용접 |
니오븀과 티타늄의 이중 안정화 덕분에 UGIMA® 4509는 표준 1.4509와 동일한 방식으로 대부분의 아크 용접 공정(MIG/TIG, 충전재 유무 무관, 피복 아크, 플라즈마 등), 레이저, 저항(스팟/심), 마찰, 전자빔 용접 등으로 용접 가능. 용접 전후 열처리는 페라이트 입자 성장을 방지하기 위해 수행하지 않아야 함.
용접 충전재 사용 시, 균질한(안정화된 페라이트) 충전재인 EXHAUST® F1(18LNb) 권장. 용접 금속부(WZ) 및 열영향부(HAZ)가 100% 균질 페라이트 조직이 되도록 함. 두꺼운 용접(≥3mm)에는 ER308L(Si)(1.4316) 같은 오스테나이트계 충전재 선호, WZ의 과도한 입자 성장에 의한 약화 위험 제거 목적. MIG/TIG에서 실드 가스는 수소나 질소 포함하지 않아야 함. MIG: Ar(+He 가능)+1~3% O₂ 또는 CO₂. TIG: Ar(+He 가능).
|