UGI® 4062 용체화 어닐링 열간압연 봉강 & 와이어 로드 – 프리미엄 듀플렉스 스테인리스강

UGI® 4062는 최소 22% 크롬과 2% 니켈을 함유한 오스테나이트-페라이트계(듀플렉스) 스테인리스강으로, 1.4301/1.4307(AISI 304/304L) 및 1.4310(AISI 302/301) 형 강종에 대한 경제적으로 매력적인 대안으로 특별히 설계되었습니다.

이 강종은 높은 기계적 특성을 가지며 내식성은 1.4301/1.4310 강종과 동등한 수준입니다.

충격 강도 데이터: 이 강종은 부분적으로 페라이트상이므로 연성-취성 전이 온도를 가지며, 이는 대구경 봉강의 저온 사용을 제한합니다.

980°C~1,050°C 온도 범위에서 "용체화 어닐링" 후 수냉, 유냉 또는 공냉하면 UGI® 4062는 페라이트와 오스테나이트가 비슷한 비율로 구성됩니다. 결과적으로 부분적으로 강자성을 띠게 됩니다(자화 가능). 강한 냉간 변형(와이어 인발 등) 시 오스테나이트의 일부가 마르텐사이트로 변환되어 UGI® 4062가 더 강자성을 띠게 됩니다.

UGI® 4062를 300°C 이상에서 사용하는 것은 모든 특성을 유지하기 위해 권장하지 않습니다(열간 가공 섹션 참조).

물성표

일반 특성

특성	값
밀도	7.8 g/cm³

기계적 특성

특성	온도	값	비고
샤르피 충격 에너지, V-노치	-46 °C	10 J	최소
샤르피 충격 에너지, V-노치	20 °C	50 J	최소
탄성 계수	20 °C	200 GPa	-
탄성 계수	100 °C	194 GPa	-
탄성 계수	200 °C	186 GPa	-
탄성 계수	300 °C	180 GPa	-
신율	-	30 %	최소, 직경 ≤ 120mm
경도, 브리넬	-	290.0	최대, 직경 ≤ 120mm
인장 강도	-	650.0 - 900.0 MPa	직경 ≤ 120mm

열적 특성

특성	온도	값	비고
열팽창 계수	-	0.000013 1/K	20~100°C
열팽창 계수	-	0.0000135 1/K	20~200°C
열팽창 계수	-	0.000014 1/K	20~300°C
비열 용량	20 °C	500 J/(kg·K)	-
비열 용량	100 °C	530 J/(kg·K)	-
비열 용량	200 °C	560 J/(kg·K)	-
비열 용량	300 °C	590 J/(kg·K)	-
열전도율	20 °C	15 W/(m·K)	-
열전도율	100 °C	16 W/(m·K)	-
열전도율	200 °C	17 W/(m·K)	-
열전도율	300 °C	18 W/(m·K)	-

전기적 특성

특성	온도	값
전기 저항률	20 °C	0.0000008 Ω·m
전기 저항률	100 °C	0.00000085 Ω·m
전기 저항률	200 °C	0.0000009 Ω·m
전기 저항률	300 °C	0.000001 Ω·m

화학적 조성

원소	함량	비고
탄소	0.03	최대
크롬	22.0 - 23.8 %	-
구리	0.5	최대
망간	2.0	최대
몰리브덴	0.45	최대
니켈	2.0 - 2.8 %	-
질소	0.16 - 0.26 %	-
인	0.04	최대
실리콘	1.0	최대
황	0.01	최대

기술적 특성 및 용도

적용 분야

UGI® 4062는 다음 강종이 사용되는 대부분의 용도에 적용 가능합니다: 1.4301(AISI 304), 1.4307(AISI 304L), 1.4310(AISI 302/301). 주요 용도는 다음과 같습니다:

• 성형
• 냉간 성형 프로파일
• 스팟 용접 조립체
• 편조, 스프링
• 여과
• 탈탄
• 나사봉
• 축
• 단조 부품
• 강구조물
• 콘크리트 보강 프레임 등

냉간 성형

UGI® 4062는 통상적인 방법으로 냉간 변형이 가능합니다. UGI® 4062는 1.4301 오스테나이트 강종(AISI 304, 더 안정적)보다 더 많이 냉간 가공 경화될 수 있으며, 반대로 1.4310 오스테나이트 강종(AISI 302)과 유사하게 냉간 가공 경화됩니다. 약 40% 냉간 변형부터 오스테나이트의 일부가 점차 마르텐사이트로 변환되어 자성이 증가합니다. 950~1,050°C 사이의 새로운 용체화 열처리로 UGI® 4062의 연성을 회복할 수 있습니다.

와이어 인발: 대표적인 가공 경화 곡선은 데이터시트 상단 그림 부분에서 확인 가능합니다.

벤딩, 성형: 2D 상태의 냉간 변형 와이어는 벤딩에 적합합니다. 예를 들어 직경 10mm 와이어를 와이어 직경의 2.5배 반경으로 180° 벤딩 시, 1.4307(304L)과 비교하여 신장면의 외관이 양호하고 오렌지 필 현상 없이 낮은 거칠기를 보였습니다.

스프링 제조: UGI® 4062는 냉간 가공 경화된 와이어로 스프링 제조에 사용 가능합니다. 이 스프링의 강성은 1.4310으로 만든 스프링보다 20~25% 높습니다. 권선 후 안정화 열처리를 수행하며, 가급적 450°C~480°C 사이에서 5분간 실시합니다. 이 열처리를 UGI® 4062에 적용하면 20~300°C 사이에서 1.4310 강종보다 더 나은 이완 저항성을 얻을 수 있습니다.

내식성

균일 부식: 이 부식 모드는 주로 황산 또는 인산 제조 시 화학 산업에서 발생합니다. 2몰/리터(200g/리터) 황산 환경, 23°C에서 분극 곡선상의 용해 전류 밀도 또는 활성 전류 밀도를 측정하여 이 부식 유형을 시뮬레이션하는 가속 시험을 수행합니다. 아래 그래프는 UGI® 4062와 1.4301의 와이어 로드(기계적 연마 SiC 1200 페이퍼 후)에서 µA/cm² 단위의 용해 전류 값을 보여줍니다. 값이 낮을수록 균일 부식 저항성이 우수합니다.

UGI® 4062 강종은 상기 가속 부식 시험 조건에서 1.4301 강종과 동등한 수준의 균일 부식 저항성을 가집니다.

공식(피팅) 부식: 가장 일반적인 부식 모드로, 주로 황화물 개재물에 대한 염화물 이온의 악영향으로 인해 발생하며 육안으로는 작은 부식 반점으로 나타납니다. PREN(공식 지수) = %Cr + 3.3%Mo + 16%N 공식으로 국부 공식 거동을 대략적으로 파악할 수 있습니다. 듀플렉스 UGI® 4062의 평균은 약 27인 반면 1.4301 유형 조성은 약 20입니다. 이 부식 모드를 시뮬레이션하기 위해 두 가지 가속 시험을 선정했습니다: 염수 분무 시험과 공식 전위 시험.

중성 염수 분무 시험 / ASTM B117 표준: 밀폐된 공간에서 5중량% 염화나트륨 용액(35°C에서 0.86몰/리터 NaCl, 중성 pH)을 분무합니다. 최초 부식 핏이 나타나는 노출 시간을 육안으로 판정합니다. 이 시험 결과는 강종뿐만 아니라 시험 표면 상태에도 크게 의존합니다. 직경 5.5mm 와이어 로드 10cm를 5mm로 가공한 후 SiC 1200 페이퍼로 습식 연마하고, 아세톤과 에틸알코올 혼합물로 탈지했습니다. 와이어 로드 끝단은 레진으로 보호했습니다.

이 준비 조건에서 1.4301은 1,000시간 후, UGI® 4062 듀플렉스는 2,000시간 후 최초 부식 핏이 나타났습니다.

공식 전위: 분극 곡선상에서 부식 핏이 나타나는 전위를 측정하며, 전위가 높을수록 공식 부식 저항성이 우수합니다. 중성 pH의 두 매체를 시험했습니다: 0.02몰/리터 NaCl(0.71g/L 염화물, 23°C), 0.86몰/리터 NaCl(30.4g/L 염화물, 35°C). 두 표면 조건(와이어 로드 기계적 연마 SiC1200, 미가공 와이어 로드)에서 mV/SCE(포화 칼로멜 전극) 단위의 공식 전위 값은 데이터시트 그림 부분의 그래프에 나와 있습니다.

UGI® 4062 강종은 상기 가속 부식 시험 조건에서 1.4301 강종보다 우수한 공식 부식 저항성을 제공합니다.

틈새 부식: 부식 과정에서 산성이 되는 한정된 환경에서 발생합니다. 이 모드를 시뮬레이션하는 매개변수 중 하나는 탈패시베이션 pH, 즉 패시브 피막의 용해 pH입니다. 이는 2몰/리터 염화나트륨 매체, 23°C에서 분극 곡선을 그려 전기화학적으로 측정합니다. 탈패시베이션 pH가 낮을수록 틈새 부식 저항성이 우수합니다. 데이터시트 그림 부분의 그래프에 탈패시베이션 pH 값이 제공됩니다.

UGI® 4062는 상기 가속 부식 시험 조건에서 1.4301 강종보다 우수한 틈새 부식 저항성을 제공합니다.

입계 부식: UGI® 4062는 슈트라우스 시험(ASTM A262 Practice E)에서 적합 판정을 받았습니다.

응력 부식 균열: 오스테나이트-페라이트 강종은 오스테나이트 강종보다 이 부식 모드에 대한 저항성이 더 좋습니다. 유럽 부식 연맹(EFC) 17 매체(염화나트륨 165g/L, pH=4.5)에서 황화수소 압력 0.05~0.5bar, 80°C 조건으로 Rp0.2의 100% 하중을 가한 UGI® 4062 시험편에서 720시간 시험 후 균열이 검출되지 않았습니다.

일반 가공성

선반 가공: 선삭 작업에서 UGI® 4062는 1.4301 강종(AISI 304)과 절삭 공구 마모(Vb15/0.15 시험, 공구 SECO TM2000 CNMG 120408-MF4) 측면에서 동등한 수준입니다. 그러나 1.4301 강종(AISI 304)과 동일한 생산성을 유지하기 위해 절삭 팁 조정이 필요할 수 있습니다. 특히 UGI® 4062의 칩이 덜 쉽게 부러져 바 선삭에 어려움을 줄 수 있습니다.

열처리

용체화 어닐링: 냉간 가공 후 UGI® 4062의 경도를 낮추고 연성을 회복하기 위해 950°C~1,050°C 사이에서 30~60분간 열처리 후 급냉할 수 있습니다.

열간 성형

UGI® 4062는 1,000°C~1,200°C 사이에서 만족스러운 가공성을 가집니다. 동일 온도에서 UGI® 4062의 단조 하중은 오스테나이트 스테인리스강보다 낮으며, 연성은 약간 낮습니다. 1,150~1,200°C 사이에서 가열하고 열간 변형 후 급냉(유냉 또는 수냉)하여 850°C~400°C 사이에서 나타날 수 있는 취성 침전을 피하는 것이 권장됩니다. 이것이 300°C 이상 운전 온도를 권장하지 않는 이유입니다.

드릴링: 중심 액체 냉각 없이 직경 4mm 고속도강 드릴비트(Perfor HSS 6-5-2) 사용 시 UGI® 4062는 1.4301(AISI 304)보다 최대 칩 흐름이 40% 더 높습니다(최적 운전 영역 OOZ*가 고이송 쪽으로 확대). 직경 6mm 일체형 코팅 초경 드릴비트(Gühring RT100F)에 중심 액체 냉각 사용 시 UGI® 4062는 1.4301 강종보다 최대 칩 흐름이 25% 더 높습니다(OOZ* 확대 덕분).

기타

공급 가능 제품:

제품	마감	공차	치수 (mm)
봉강	인발 냉간 변형	h9	5.0-28
와이어 로드	-	-	5.5-32
인발선	-	-	0.2-10
봉강	기계 가공 냉간 변형	h9	20-120

기타 프레젠테이션: 공급업체에 문의
평판 제품은 Insdusteel Arcelor Mittal Group에 문의

표면 처리

산세/패시베이션/전해 연마: 1.4301 오스테나이트 스테인리스강에 일반적으로 사용되는 운전 조건을 사례별로 조정해야 합니다(문의 바랍니다).

용접

UGI® 4062는 다음 공정으로 용접 가능합니다: 마찰 용접, 저항 용접, 충전재 와이어 유무와 관계없는 아크 용접(MIG, TIG, 피복 전극, 플라즈마, 플럭스 등), 레이저 빔 용접, 전자빔 용접 등.

UGI® 4062에는 몰리브덴이 없어 용접 시 취성 상(시그마 상) 형성 위험이 없습니다. 용접성은 1.4307 강종(AISI 304L)과 유사합니다. 이 강종과 비교 시 UGI® 4062는 용접 중 열간 균열에 대해 더 나은 보증을 제공합니다.

그러나 용접부의 충격 강도를 최적화하기 위해 용접 금속부(WMZ)와 열영향부(HAZ)의 페라이트 양을 70% 미만으로 제한할 수 있을 만큼 충분히 높은 선형 용접 에너지를 선택하는 것이 강력히 권장됩니다. UGI® 4062 용접에 다양한 충전재 와이어를 사용할 수 있으며, 용접부의 요구 기계적 특성과 내식성에 따라 다릅니다. 주요 충전재 유형은 다음과 같습니다:

• ER2307 / 23.7NL / A35N
• ER2209 / 22.9.3NL / A45N
• ER309LSi / 23.12LSi / A309LM

용접 전 부품 예열은 권장하지 않습니다. 필요한 경우를 제외하고 용접 후 열처리는 수행하지 않아야 하며, 필요 시 T° > 950°C에서 담금질만 수행합니다.