UGI® 4539 – 황산 내성에 뛰어난 고성능 오스테나이트강

UGI® 4539는 특히 황산 환경에서 높은 내식성을 위해 설계된 오스테나이트강으로, 다양한 공정(화학) 환경에서 우수한 내식성을 발휘합니다. 높은 크롬과 니켈 함량에 몰리브덴 첨가가 결합되어 양호한 내식성에서 우수한 내식성까지 보장합니다.

완전한 오스테나이트 미세 구조를 가집니다. 이 강종은 모든 조건에서 비자성이며 우수한 용접성과 성형성을 가집니다. 오스테나이트 구조 덕분에 극저온에서도 우수한 인성을 유지합니다.

물성표

일반 특성

특성	값
밀도	8 g/cm³

기계적 특성

특성	온도	값	비고
샤르피 충격 에너지, V-노치	-	100 J	최소
탄성 계수	100 °C	190 GPa	-
탄성 계수	200 °C	180 GPa	-
탄성 계수	300 °C	172 GPa	-
탄성 계수	400 °C	165 GPa	-
탄성 계수	500 °C	158 GPa	-
신율	-	35 %	-
경도, 브리넬	-	230.0	최대
인장 강도	-	530.0 - 730.0 MPa	-

열적 특성

특성	온도	값	비고
열팽창 계수	-	0.000014 1/K	20~100°C
열팽창 계수	-	0.000016 1/K	20~200°C
열팽창 계수	-	0.000018 1/K	20~300°C
열팽창 계수	-	0.00002 1/K	20~400°C
열팽창 계수	-	0.000022 1/K	20~500°C
비열 용량	100 °C	485 J/(kg·K)	-
비열 용량	200 °C	515 J/(kg·K)	-
비열 용량	300 °C	545 J/(kg·K)	-
비열 용량	400 °C	570 J/(kg·K)	-
비열 용량	500 °C	590 J/(kg·K)	-
열전도율	100 °C	14 W/(m·K)	-
열전도율	200 °C	16 W/(m·K)	-
열전도율	300 °C	18 W/(m·K)	-
열전도율	400 °C	20 W/(m·K)	-
열전도율	500 °C	22 W/(m·K)	-

전기적 특성

특성	온도	값
전기 저항률	100 °C	0.00000099 Ω·m
전기 저항률	200 °C	0.00000107 Ω·m
전기 저항률	300 °C	0.00000113 Ω·m
전기 저항률	400 °C	0.00000115 Ω·m
전기 저항률	500 °C	0.00000117 Ω·m

화학적 조성

원소	함량	비고
탄소	0.02	최대
크롬	19.0 - 21.0 %	-
구리	1.0 - 2.0 %	-
망간	2.0	최대
몰리브덴	4.0 - 5.0 %	-
니켈	23.0 - 28.0 %	-
질소	0.1	최대
인	0.035	최대
실리콘	0.7	최대
황	0.015	최대

기술적 특성 및 용도

적용 분야

• 화학 및 석유화학 산업
• 황산 취급 장치
• 손목시계 및 주얼리 부품
• 의료 및 제약 용도
• 펄프 및 제지 산업

냉간 성형

UGI® 4539는 상당히 연성이 좋고 쉽게 성형됩니다. 고질소 및 몰리브덴 함유 UGI® 4539의 높은 강도는 이 강종의 응력-변형률 곡선을 표준 오스테나이트 제품인 304/304L 강종과 비교할 때 명확히 입증됩니다.

내식성

원래 황산에 대한 균일 부식 저항성을 위해 개발되었으나, 다양한 환경에 대해서도 매우 높은 내식성을 가집니다. PREN* 값이 33~38 사이로, 이 소재가 따뜻한 해수 및 기타 고염화물 환경에 대해 양호한 공식 부식 저항성을 가짐을 나타냅니다.

균일 부식: 균일 부식은 패시브 층이 전체적으로 파괴될 때 발생하며, 주로 산이나 뜨거운 알칼리 용액에서 일어납니다. 아래 표는 부식 속도 < 0.1 mm/년 조건에서 다양한 용액의 온도 한계를 보여줍니다.

산/알칼리 농도 (중량%)	H₂SO₄ 20%	H₂SO₄ 40%	H₂SO₄ 60%	HCl 1%	HCl 2%	HCl 3%	NaOH 20%	NaOH 40%	NaOH 60%
온도 한계* (°C) (< 0.1 mm/y)	70°C	55°C	40°C	60°C	30°C	20°C	170°C	125°C	160°C

*온도 한계는 표면 상태(거칠기 등)에도 영향을 받을 수 있습니다.

국부 부식

공식(피팅) 부식: 중성 또는 산성 환경의 염화물 이온은 패시브 층의 국부적 파괴를 촉진합니다. 결과적으로 공식과 틈새 부식이 전파되어 부식 파손을 일으킬 수 있습니다. PREN 값으로 강종 간 대략적 비교가 가능하나, 더 신뢰할 수 있는 방법은 임계 공식 온도(CPT)에 따라 강종을 순위화하는 것입니다. 여러 방법이 있으며, 예로 ASTM G150(1M NaCl 용액, 35,000 ppm 염화물 이온)이 있습니다. CPT 값은 아래 표와 같습니다.

강종	UGI 4404	UGI® 4539	UGI 4462
CPT* (°C, ASTM G150)	18°C	60°C	50°C

*(%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N) **CPT도 표면 상태(거칠기 등)에 영향을 받을 수 있습니다.

입계 부식: UGI® 4539는 탄소 함량이 매우 낮습니다. 따라서 일반적인 열처리 및 용접 시 탄화물 침전 위험이 거의 없어, 일반적인 열처리 및 용접 후 입계 부식 위험이 제거됩니다.

응력 부식: 높은 니켈과 몰리브덴 함량 덕분에 UGI® 4539는 염화물 용액, 농축 수산화물 용액, 황화수소가 풍부한 환경(석유 및 가스 시장)에서 응력 부식 균열에 대해 높은 저항성을 가집니다. 우측 자료 페이지의 그래프에서 UGI® 4539의 한계는 파란색으로 표시되어 있습니다.

일반 가공성

다른 오스테나이트강과 마찬가지로 UGI® 4539는 질기고 가공 경화 경향이 있습니다. 또한 황 함량을 낮게 유지합니다. 이 모든 것이 410 및 304 강종보다 가공성을 떨어뜨리지만, 적절한 공구와 기계 데이터 선택으로 충분히 만족스러운 가공 결과를 얻을 수 있습니다.

열처리

용체화 어닐링: 1060°C~1150°C 온도 범위에서 용체화 어닐링 후 공기 또는 물에서 급랭하면 최적의 기계적 및 가공 특성이 실현됩니다. 600°C~900°C 온도 범위 노출은 취약하고 내식성이 낮은 금속간 상 형성을 방지하기 위해 최소화해야 합니다.

경화: UGI® 4539는 열처리로 경화할 수 없지만 냉간 가공으로 경화할 수 있습니다.

열간 성형

단조: UGI® 4539는 보통 1150~1180°C로 예열하고 1180~950°C 사이에서 단조합니다. 단조 후 변형 위험이 없을 때 공기 또는 물에서 급랭해야 합니다.

기타

공급 가능 제품:

제품	형상	마감	공차	치수
봉강	원형	인발	h9	2-28 mm
	원형	연마	h7-h9	2-80 mm
	원형	선삭 연마	h10-h11	22-130 mm
	원형	탈피	k12-k13	22-130 mm
	육각	인발	-	3-55 mm
와이어 로드	원형	산세	-	5-32 mm
인발선	원형	무광	-	0.8-14 mm
	프로파일	광택	-	2-70 mm²

기타 규격: 공급업체에 문의

표면 처리

산세: 가열 시 산화 표면이 있을 때 필요합니다. 염산, 황산, 또는 혼합 질산-불산 욕을 사용합니다. 욕을 가열(예: 50°C)하면 침지 시간이 단축됩니다. 마지막으로 표면을 철저히 세척하는 것이 절대적으로 필수적입니다.

패시베이션: 특히 고크롬/몰리브덴 스테인리스강은 패시브 피막이 공기 중에서 자발적으로 형성되고 24시간 후 일정한 안정성을 얻으므로 일반적으로 패시베이션이 필요하지 않습니다. 그러나 탄소강 또는 저합금강과 접촉 시 철 오염이 발생할 수 있습니다. 이 경우 상온에서 30분간 질산 패시베이션이 필요합니다. 최종 처리로 표면 세척 또는 중화가 필수적입니다.

전해 연마: 일반적인 몰리브덴 오스테나이트강의 전해 연마 조건을 UGI® 4539에 적용할 수 있습니다.

용접

UGI® 4539는 완전 오스테나이트 응고 구조로 인해 용접 시 열간 균열 경향을 보입니다. 그럼에도 불구하고 오스테나이트 스테인리스강의 모든 표준 용접 공정으로 쉽게 용접할 수 있습니다. 충전재 없이 용접하는 것은 열간 균열 형성을 촉진하므로 권장하지 않습니다. 동질 충전재 사용 시 열 입력을 낮게 제한하여 불완전 용융을 방지해야 합니다.

용접 시 위빙은 열 입력을 최소화하기 위해 피해야 합니다. 용접 후 열처리는 불필요하며, 저탄소 덕분에 대단면 부품도 용접 후 입간 부식에 강합니다.