Sandvik 8R40: 850°C 고온용 니오븀 안정화 오스테나이트 스테인리스강

Sandvik 8R40 개요

Sandvik 8R40은 최대 850°C(1560°F)까지 사용 가능한 오스테나이트계 니오븀 안정화 크롬-니켈 스테인리스강입니다. 이 강종은 고온 강도와 내산화성이 우수하여 증기 발전소의 과열기 튜브, 암모니아 변환기의 냉각 튜브, 정유로 튜브, 염화비닐 생산용 노 튜브 등 고온 환경에서 널리 사용됩니다.

주요 특성

일반 물성

특성	온도	값	비고
밀도	23.0 °C	7.9 g/cm³
재활용 함량		82.1 %	평균 재활용 함량

기계적 특성

특성	온도	값	비고
샤르피 충격 에너지	-196.0 °C	60 J	EN 13445-2 (UFPV-2) 및 EN 10216-5
크리프 강도 (10⁴ 시간)	540.0 °C	253 MPa	ISO 값, 10,000시간 기준
	550.0 °C	237 MPa	ISO 값, 10,000시간 기준
	580.0 °C	192 MPa	ISO 값, 10,000시간 기준
	600.0 °C	166 MPa	ISO 값, 10,000시간 기준
	620.0 °C	142 MPa	ISO 값, 10,000시간 기준
	650.0 °C	112 MPa	ISO 값, 10,000시간 기준
	670.0 °C	96 MPa	ISO 값, 10,000시간 기준
	700.0 °C	74 MPa	ISO 값, 10,000시간 기준
	800.0 °C	28 MPa	ISO 값, 10,000시간 기준
크리프 강도 (10⁵ 시간)	540.0 °C	186 MPa	ISO 값, 100,000시간 기준
	550.0 °C	172 MPa	ISO 값, 100,000시간 기준
	580.0 °C	135 MPa	ISO 값, 100,000시간 기준
	600.0 °C	115 MPa	ISO 값, 100,000시간 기준
	620.0 °C	97 MPa	ISO 값, 100,000시간 기준
	650.0 °C	74 MPa	ISO 값, 100,000시간 기준
	670.0 °C	61 MPa	ISO 값, 100,000시간 기준
	700.0 °C	48 MPa	ISO 값, 100,000시간 기준
	800.0 °C	16 MPa	ISO 값, 100,000시간 기준
탄성 계수	20.0 °C	200 GPa
	100.0 °C	194 GPa
	200.0 °C	186 GPa
	300.0 °C	179 GPa
	400.0 °C	172 GPa
	500.0 °C	165 GPa
연신율	23.0 °C	40 %	최소값
비커스 경도	23.0 °C	155 HV
인장 강도	23.0 °C	515 - 690 MPa
항복 강도 Rp0.1	20.0 °C	250 MPa	최소값
	50.0 °C	232 MPa	최소값
	100.0 °C	210 MPa	최소값
	150.0 °C	195 MPa	최소값
	200.0 °C	185 MPa	최소값
	250.0 °C	175 MPa	최소값
	300.0 °C	167 MPa	최소값
	350.0 °C	162 MPa	최소값
	400.0 °C	159 MPa	최소값
	450.0 °C	156 MPa	최소값
	500.0 °C	155 MPa	최소값
	550.0 °C	152 MPa	최소값
	항복 강도 Rp0.2	20.0 °C	220 MPa	최소값
50.0 °C		195 MPa	최소값
100.0 °C		175 MPa	최소값
150.0 °C		165 MPa	최소값
200.0 °C		155 MPa	최소값
250.0 °C		147 MPa	최소값
300.0 °C		139 MPa	최소값
350.0 °C		133 MPa	최소값
400.0 °C		129 MPa	최소값
450.0 °C		126 MPa	최소값
500.0 °C		124 MPa	최소값
550.0 °C		118 MPa	최소값

열적 특성

특성	온도	값	비고
열팽창 계수	100.0 °C	1.7E-5 1/K	30°C부터 해당 온도까지
	200.0 °C	1.75E-5 1/K	30°C부터 해당 온도까지
	300.0 °C	1.75E-5 1/K	30°C부터 해당 온도까지
	400.0 °C	1.8E-5 1/K	30°C부터 해당 온도까지
	500.0 °C	1.85E-5 1/K	30°C부터 해당 온도까지
	600.0 °C	1.85E-5 1/K	30°C부터 해당 온도까지
	700.0 °C	1.9E-5 1/K	30°C부터 해당 온도까지
	800.0 °C	1.95E-5 1/K	30°C부터 해당 온도까지
	900.0 °C	1.95E-5 1/K	30°C부터 해당 온도까지
	1000.0 °C	2E-5 1/K	30°C부터 해당 온도까지
비열 용량	20.0 °C	485 J/(kg·K)
	100.0 °C	500 J/(kg·K)
	200.0 °C	515 J/(kg·K)
	300.0 °C	525 J/(kg·K)
	400.0 °C	540 J/(kg·K)
	500.0 °C	555 J/(kg·K)
열전도율	23.0 °C	14 W/(m·K)
	100.0 °C	15 W/(m·K)
	200.0 °C	17 W/(m·K)
	300.0 °C	18 W/(m·K)
	400.0 °C	20 W/(m·K)
	500.0 °C	21 W/(m·K)
600.0 °C	23 W/(m·K)

화학 조성 (중량 %)

원소	값	비고
탄소 (C)	0.06	최대
크롬 (Cr)	17.5
철 (Fe)	나머지	Balance
망간 (Mn)	1.8
니켈 (Ni)	11
니오븀 (Nb)	0.6	최소 (Nb>10×C)
인 (P)	0.04	최대
규소 (Si)	0.4
황 (S)	0.015	최대

기술적 특성 및 가공 정보

적용 분야

• 증기 발전소 과열기 튜브
• 암모니아 변환기 냉각 튜브 (질소 흡수 저항성 및 내식성 우수)
• 정유로 튜브 (고온 강도, 황화수소 저항성, 입계부식 저항성 우수)
• 염화비닐 생산용 노 튜브

냉간 성형

냉간 벤딩 후 어닐링은 일반적으로 필요하지 않으나, 벤딩 정도와 운전 조건에 따라 결정해야 합니다. 열처리가 필요한 경우 응력 제거 또는 용체 어닐링을 권장합니다(열처리 항목 참조).

내식성

일반 부식: Sandvik 8R40은 몇 가지 제한 사항(질산)을 제외하고 비안정화강 ASTM 304와 동일한 내식성을 가지며, 다음 환경에서 우수한 저항성을 보입니다.

• 중온에서의 유기산
• 염 용액(황산염, 황화물, 아황산염 등)
• 중온에서의 알칼리 환경

일반적으로 500°C(930°F) 이상의 온도에서 사용되며, 이 온도대에서는 습식 부식이 문제가 되지 않습니다.

입계 부식: 니오븀 안정화로 입계 부식에 대한 저항성이 우수합니다.

공극 및 틈새 부식: 비교적 낮은 염화물 함량의 용액에서도 공극 및 틈새 부식에 민감할 수 있습니다.

응력 부식 균열(SCC): 오스테나이트강은 SCC에 취약합니다. 약 60°C(140°F) 이상의 온도에서 인장 응력을 받으면서 염화물 함유 용액과 접촉할 때 발생할 수 있으므로 이러한 조건은 피해야 합니다. 플랜트 정지 시 형성되는 응축수의 염화물 농도도 고려해야 합니다.

가스 부식: 다음 환경에서 사용 가능합니다.

• 공기 중 최대 850°C(1560°F)
• 증기 중 최대 750°C(1380°F)
• 합성 가스(암모니아 합성) 중 약 550°C(1020°F)까지

크리프 영역에서 사용할 때는 크리프 거동도 고려해야 합니다. 황 함유 배기가스 환경에서는 내식성이 저하되며, 산화/환원 분위기, 산소 함량, 나트륨/바나듐 불순물 유무에 따라 600-750°C(1110-1380°F)까지 사용 가능합니다.

열처리

튜브는 열처리 상태로 공급됩니다. 추가 가공 후 열처리가 필요한 경우:

• 응력 제거: 850–950°C (1560–1740°F), 10-15분, 공랭
• 용체 어닐링: 1000–1100°C (1830–2010°F), 5-20분, 공기 또는 수중 급랭

열간 성형

열간 벤딩은 1100-850°C(2010-1560°F)에서 수행하며, 이후 용체 어닐링을 해야 합니다.

공급 형태

이음매 없는 튜브 및 파이프는 외경 260mm까지, 용체 어닐링 및 백색 피클링 상태 또는 브라이트 어닐링 상태로 공급됩니다.

용접

Sandvik 8R40의 용접성은 양호합니다. 예열 없이 용접해야 하며, 용접 후 열처리는 일반적으로 필요하지 않습니다. 적합한 융접법은 수동 아크 용접(MMA/SMAW)과 가스 실드 아크 용접이며, TIG/GTAW를 최우선으로 권장합니다.

권장 조건: 열 입력 <1.5 kJ/mm, 층간 온도 <150°C(300°F).

권장 충전재:

• TIG/GTAW 또는 MIG/GMAW 용접
  • ISO 14343 S 19 9 Nb / AWS A5.9 ER347 (예: Exaton 19.9.Nb)
  • ISO 14343 S 19 9 Nb Si / AWS A5.9 ER347Si (예: Exaton 19.9.NbSi)
• MMA/SMAW 용접
  • ISO 3581 E 19 9 Nb R / AWS A5.4 E347-17 (예: Exaton 19.9.NbR)
  • ISO 14343 S 19 9 Nb / AWS A5.9 ER347 (예: Exaton 19.9.LNb) 와이어 또는 스트립 전극은 튜브 시트 및 고압 용기의 오버레이 용접에 권장(Sandvik 8R40과 동등한 내식성 요구 시)

데이터시트 업데이트: 2019-09-02 09:20 (이전 판본 대체)