UGI®347H / UGI®4550: 450~850°C 고온용 Nb 안정화 오스테나이트 강

UGI®347H / UGI®4550은 고온 사용(최대 850°C)을 위해 니오븀(Nb)으로 안정화된 오스테나이트 스테인리스강입니다. 450~850°C 사이에서 사용할 경우 304/1.4301보다 고온 기계적 특성이 우수하고 입계 부식 저항성이 더 뛰어납니다.

미세 구조: UGI®347H / UGI®4550의 미세 구조는 오스테나이트 기지로 구성됩니다. 니오븀은 탄화물 침전물 또는 니오븀 질화물 형태로 존재합니다. 직경에 따라 약간의 잔류 페라이트가 남을 수 있습니다.

물성표

일반 특성

특성	값
밀도	7.9 g/cm³

기계적 특성

특성	온도	값	비고
샤르피 충격 에너지, V-노치	-196 °C	80 J	최소
샤르피 충격 에너지, V-노치	20 °C	100 J	최소
탄성 계수	20 °C	200 GPa	-
탄성 계수	100 °C	194 GPa	-
탄성 계수	200 °C	186 GPa	-
탄성 계수	300 °C	179 GPa	-
탄성 계수	400 °C	172 GPa	-
탄성 계수	500 °C	165 GPa	-
신율	-	40 %	최소
경도, 브리넬	-	230.0	최대, HBW
인장 강도	-	540.0 - 740.0 MPa	-

열적 특성

특성	값	비고
열팽창 계수	0.000016 1/K	20~100°C
열팽창 계수	0.0000165 1/K	20~200°C
열팽창 계수	0.000017 1/K	20~300°C
열팽창 계수	0.0000175 1/K	20~400°C
열팽창 계수	0.000018 1/K	20~500°C
비열 용량	500 J/(kg·K)	-
열전도율	15 W/(m·K)	-

전기적 특성

특성	값
전기 저항률	7.3e-07 Ω·m

화학적 조성

원소	함량	비고
탄소	0.04 - 0.06 %	-
크롬	17.0 - 19.0 %	-
구리	0.75	최대
망간	0.5 - 2.0 %	-
몰리브덴	0.7	최대
니켈	9.0 - 11.0 %	-
니오븀	0.4 - 1.0 %	최대 및 최소: 10xC
인	0.035	최대
실리콘	0.2 - 0.75 %	-
황	0.015	최대

기술적 특성 및 용도

적용 분야

• 고온 공정 산업용 신축 이음 및 장비
• 보일러 및 소각로 부품
• 고온 여과 엘리먼트
• 배기 라인 고온부 부품
• 항공기 엔진 부품

냉간 성형

인발, 프로파일링, 성형: UGI®347H / UGI®4550은 일반적인 냉간 가공 공정으로 변형이 가능하며, 대부분의 오스테나이트 스테인리스강과 같은 방식으로 가공됩니다. 단면적이 최대 80%까지 감소하도록 쉽게 신장 및 인발할 수 있습니다.

콜드 헤딩: 니오븀의 존재로 인해 UGI®347H는 미세 입자 구조를 가지며, 이는 냉간 또는 온간 헤딩에 특히 적합합니다. 미세하고 규칙적인 구조 덕분에 냉간 헤딩 시 균일한 변형을 얻을 수 있습니다.

내식성

UGI®347H는 1.4301(AISI 304)보다 뛰어난 입계 부식 저항성을 가지며, 450°C~850°C 온도 범위의 용도에 특히 적합합니다.

국부 부식

공식(피팅) 부식: 당사 실험실에서 5% NaCl 환경(50g/L, 0.86M), pH 6.6, 35°C 조건에서 ISO 15158에 따라 공식 전위 측정 시험을 수행했습니다. UGI®347H의 공식 전위는 표준 오스테나이트강과 유사합니다(직경 5mm 와이어 로드, 종방향 기준).

강종	ISO 15158 공식 전위
UGI®347H	240±20 mV/ECS
Cr=18%; Ni=9%; S=60ppm 1.4301	220±5 mV/ECS

입계 부식: 니오븀의 존재로 인해 표준 1.4301 오스테나이트강에 비해 입계 부식에 대한 민감화 위험이 현저히 낮습니다. 건조 공기 중 최대 사용 온도는 850°C이나, 수증기나 황 화합물 등 부식성 화합물이 공기 중에 존재하면 이 온도는 낮아집니다.

응력 부식: 표준 1.4301/1.4307 오스테나이트 계열과 마찬가지로, UGI®347H는 약 50°C부터 염화물 이온에 의한 응력 부식 균열에 취약합니다.

일반 가공성

선삭: UGI®347H / UGI®4550의 가공성은 저황 304/1.4301강과 유사합니다. 공구 마모 측면에서 저황 304/1.4301강과 비교할 때, UGI®347H / UGI®4550의 절삭 조건(속도 및/또는 이송)은 동일한 유효 공구 수명을 유지하기 위해 약 10~15% 낮춰야 합니다. 칩 분해성 측면에서는 UGI®347H / UGI®4550이 저황 304/1.4301과 매우 유사합니다.

열처리

용체화 어닐링: 1000~1100°C의 고온을 유지한 후 공랭 또는 수냉하는 열처리입니다. 이 처리(용체화 어닐링)는 모든 경화 흔적을 제거하면서 강철에 최저 수준의 기계적 특성을 부여합니다.

안정화 처리: 탄소와 질소를 Nb(C,N) 형태로 완전히 침전시키기 위한 안정화 처리를 수행할 수 있습니다(예: 용접용). 이는 입계 부식 저항성을 개선합니다. 이 처리는 815°C~870°C에서 두께 1mm당 최소 5분간 수행한 후 로냉 또는 공냉합니다(ASTM A182 권장).

열간 성형

단조: UGI®347H / UGI®4550은 특별한 예방 조치 없이 단조할 수 있습니다. 1150°C~1250°C 사이의 가열 온도와 가급적 950°C 이상의 단조 종료 온도를 권장합니다. 모든 오스테나이트 스테인리스강과 마찬가지로 금속 변형에 필요한 힘은 높습니다(탄소강보다 훨씬 높음). 부품은 공랭 또는 수냉할 수 있습니다.

기타

공급 가능 제품:

제품	형상	마감	공차	치수
봉강	원형	압연 탈피	12~13	22~130 mm
	원형	선삭 연마	9~11	22~130 mm
	원형	인발	8~9	1.8~55 mm
	원형	연마	6~9	1.5~80 mm
	육각	인발	11	3~55 mm
와이어 로드	원형	산세	-	5.0~32 mm
인발선	원형	비연마	-	0.5~16 mm
	프로파일	광택	-	2~70 mm²

기타 제품: 공급업체에 문의

용접

대부분의 오스테나이트 강종과 마찬가지로 UGI®347H / UGI®4550은 대부분의 아크 용접 공정(충전재 유무 무관)으로 용접 시 특별한 어려움이 없습니다: 저항 용접, 전자빔 용접, 마찰 용접, 레이저 빔 용접 등. 산소-아세틸렌 용접은 권장하지 않습니다.

충전재가 필요한 경우 UGI®347H / UGI®4550과 동질인 충전재, 즉 UGIWELD™ 347(TIG/EE) 또는 347M(MIG)을 사용해야 하며, 이는 용접 금속부에 UGI®347H / UGI®4550과 동일한 내식성을 부여합니다.

MIG 또는 TIG 용접 시 아르곤 기반 보호 가스(일부는 헬륨으로 대체 가능)에는 질소가 포함되어서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 용접 금속부가 더 이상 Nb로 안정화되지 않아 고온 사용 시 입계 부식 저항성을 상실할 위험이 있습니다.

고온에서 사용되는 조립체의 용접 부위에는 니오븀 탄질화물 침전 열처리(약 850°C: 아래 '안정화' 섹션 참조)를 권장합니다.