UGI® 4542: 우수한 내식성의 고강도 마르텐사이트계 석출경화 스테인리스강

개요

UGI® 4542는 고강도, 고인성, 우수한 내식성의 조합이 요구되는 부품에 사용되는 PH(석출경화) 마르텐사이트계 스테인리스강입니다.

이 스테인리스강은 오스테나이트계 1.4301/1.4307(304/304L)과 동등한 수준의 탁월한 내식성을 제공할 뿐만 아니라, 열처리 후 광범위한 기계적 특성을 발휘한다는 점에서 독특합니다.

야금적 상태에 기반한 성능 덕분에 높은 인장 강도가 요구되는 용도뿐만 아니라 높은 충격 인성이 필요한 용도에도 적합합니다.

미세조직은 일부 페라이트 스트링거를 포함한 마르텐사이트계입니다. 야금적 상태에 따라 일부 잔류 오스테나이트와 구리 석출물이 미세조직의 일부가 될 수 있습니다.

UGI® 4542는 강자성 강종으로, 야금적 상태(따라서 적용된 열처리)에 따라 특성이 달라집니다.

상세 물성표

일반 특성

특성	값
밀도	7.75 g/cm³

기계적 특성

특성	값	비고
탄성 계수	197 GPa
브리넬 경도	363.0	최대, EN 10088-3
로크웰 C 경도	38.0	최대, ASTM A564
인장 강도	1200 MPa	최대, ASTM A564, EN 10088-3

열적 특성

특성	값
열팽창 계수	1.08×10⁻⁵ 1/K
열전도율	17 W/(m·K)

전기적 특성

특성	값
전기 저항률	7.7×10⁻⁸ Ω·m

자기적 특성

특성	값	비고
보자력	3420.0 A/m
상대 자기투과율	38 [-]	200Oe 및 100Oe에서 각각
	59 [-]	200Oe 및 100Oe에서 각각

화학 조성

원소	함량(%)	비고
탄소(C)	0.06	최대
크롬(Cr)	15.0 ~ 16.5
구리(Cu)	3.0 ~ 4.0
망간(Mn)	1.0	최대
몰리브덴(Mo)	0.5	최대
니켈(Ni)	4.0 ~ 5.0
니오븀(Nb)	0.45	최대, 최소: 5×C
인(P)	0.03	최대
규소(Si)	0.6	최대
황(S)	0.03	최대

기술적 특성

적용 분야

UGI® 4542는 다음 용도에 적합합니다:

• 레저 선박(프로펠러 샤프트, 피팅)
• 식품 가공(취급 및 이송 장비)
• 에너지 생산(원자력 발전소)
• 건설 및 자동차 산업

내식성

UGI® 4542는 대부분의 부식 환경에서 18Cr-8Ni 오스테나이트강과 유사한 탁월한 내식성을 제공합니다. 이 강종의 구조는 입계 부식에 둔감하며, 피로 부식과 응력 부식에 대해서도 높은 내성을 가집니다. 또한 높은 기계적 특성과 내식성의 결합으로 인해 침식 부식에 대한 우수한 내성을 보입니다. 스테인리스강과 비귀금속(알루미늄, 일반 강철) 조립체가 대기 환경에서 사용될 경우, 환경 전해질이 없으므로 갈바닉 부식이 발생·확산할 수 없어 위험이 없습니다. 요트 용도와 같은 '임계' 사례(스테인리스강/알루미늄 조립체의 단기 침수, 액체를 가두는 영역 및 딥)에서는 불활성 실리콘 실란트로 조립체를 절연하면 이러한 부식에 대한 보호 효과가 우수합니다.

필요한 경우 다음 탈오염 처리 공정을 권장합니다:

• 52% 질산(36° Baumé) 1부
• 물 1부
• 상온
• 단시간
• 공정 완료 후 철저히 세척

스테인리스강의 내식성은 부식성 분위기 조성(염화물 농도, 산화제 유무, 온도, pH, 교반 여부 등) 및 소재 준비 상태(금속 입자가 없는 표면, 표면 마감, 경화, 연마 등)와 관련된 많은 요인에 따라 달라집니다. 염수 분무 시험(프랑스 표준 NFX 41002) 등 특정 시험 시 주의사항을 준수해야 합니다. 예를 들어, 시험편에 마킹 라벨을 부착하면 부식 흘러내림이 발생해 시험 내구 시간이 단축될 수 있으므로 사용하지 않아야 합니다. 아래 표는 다양한 환경에서의 성능 등급을 보여줍니다:

환경	거동
질산	양호
인산	제한적 사용
황산	제한적 사용
초산	보통
탄산나트륨	보통
NaCl(염수 분무)	양호
습도	매우 우수
해수	제한적 사용
오일/가스	제한적 사용

열처리

ASTM A564/A564M 및 EN 10088-3 준수

1030~1050°C에서 어닐링 후 UGI® 4542는 약 35 HRC 경도의 연질 마르텐사이트 조직을 가집니다. 어닐링 후 이 상태에서 사용할 경우, 기계적 특성에 큰 영향 없이 250~300°C에서 1~2시간 팽창 처리를 권장합니다.

이 석출경화강은 어닐링 후 중온 경화 처리로 경화할 수 있는 특징이 있습니다. 최대 경도인 약 42 HRC(충격 강도 3 daJ/cm²)는 약 480°C에서 1시간 템퍼링으로 얻습니다.

연화: 적용 표준에 정의된 지침에 따라 550~760°C에서 템퍼링으로 연화합니다. 이러한 연화 후 재경화하려면 소재를 다시 어닐링한 후 중온 경화 처리를 수행해야 합니다.

어닐링 봉강은 부품에서 중온 경화에 적합합니다. 연화 봉강에서 절취한 부품을 경화하려면 다시 어닐링 조작을 거친 후 중온 경화 처리를 받아야 합니다.

열간 성형

UGI® 4542는 단조에 적합합니다. 재가열은 1150~1200°C, 단조는 1200°C~950°C 사이에서 수행합니다. 공랭, 수냉 또는 유냉으로 냉각합니다. 이렇게 얻은 부품은 다음과 같이 사용할 수 있습니다:

• 어닐링 상태(250~300°C에서 1~2시간 팽창 처리 포함)
• 경화 상태(선택적 어닐링 + 480°C에서 1시간 템퍼링)
• 연화 상태(선택적 어닐링 + 원하는 기계적 특성 수준에 따라 표준에서 정의한 템퍼링)

기타

공급 가능 제품:

제품	프로파일	표면 마감	공차	크기(mm)
봉강	원형	스무스 터닝	k12 ~ k13	22 ~ 115
		필링 및 연마	h11 ~ h10 ~ h9	22 ~ 115
		센터리스 그라인딩	h9 ~ h8 ~ h7	5 ~ 115
		냉간 인발	h9	5 ~ 21

용접

UGI® 4542는 예열 없이 MIG 및 TIG 기술로 용접 가능하며, 필러 재료 유무와 관계없이 또는 레이저, 저항, 전자빔 기술로 용접할 수 있습니다.

필러 재료 유무에 관계없이 용접부는 어닐링 조직을 가지며, 팽창 처리(250~300°C에서 1~2시간) 또는 경화/연화 처리(위 참조)를 받는 것이 바람직합니다.

필러 재료 없이 또는 동종 필러 재료로 용접 시, 이렇게 얻은 용접 기계적 특성은 모재와 동일할 수 있습니다.

또한, 높은 내력을 가진 모든 강종에 요구되는 주의사항을 용접 설계에 반영해야 함을 재차 강조합니다: 노치와 급격한 단면 변화를 피하십시오.

필러 재료를 사용한 용접: MIG 용접 시 Ar+1%CO₂ 또는 1~2%O₂ 보호 가스 사용을 권장하며, H₂와 N₂를 함유한 가스는 피해야 합니다. 필러 메탈용 용접 와이어는 ER308LSi(1.4316) 또는 동종 필러인 630(17-4PH)을 사용할 수 있습니다.