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■ 석출 경화형(Precipitation Hardening) Stainless Steel


1. 종류 및 용도


석출 경화형 Stainless Steel은 Austenite와 Martensite계의 결점을 없애고 이들의 장점을 겸비하게 한 강이다.  즉, Austenite계의 우수한 내열성 및 내식성을 가지고 있지만 강도가 부족하고, Martensite 계는 경화능을 있으나 내식성 및 가공성이 좋지 못하므로 양계의 부족한 점을 충족시키고, 좋은 특성을 살리기 위해 석출 경화현상을 이용한 것이 이 강종이다.
현재 규격화 된 것은 KS에 3종, AISI 규격에 7종, JIS 규격에 2종이 있다.

이중에 대표적인 것은 STS 630과 STS 631이 있다.
STS 630은 흔히 17-4 PH 강이라고 알려졌으며, Austenite-Martensite 변태점이 상온 위에 있기 때문에 고용화 열처리를 하면 Martensite 가 되고 여기에다 석출 경화 열처리를 단 1회만 하면 충분하므로 단일 열처리 Martensite강(Single Treatment Martensite Steel)이라고 구분한다.

STS 631은 17-7 PH 강이라 알려졌으며, 변태점이 상온 이하에 있으므로 중간 열처리로 변태점을 상온 이상으로 끌어 올려 Austenite-Martensite로 변태 시킨 다음에 석출 경화 열처리를 하므로 이중 처리 Martensite (Double Treatment Martensite Steel)이라고 한다.  여기에는 AISI 632 및 633이 있다.

 

강종의 구분

화학 성분 (Max. wt. %)

KS

AISI

JIS

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

Mo

기타

STS 630

 

SUS 630

0.07

1

1

0.04

0.03

3 ~ 5

15.5 ~ 17.5

 

Cu : 3 ~ 5
Nb + Ta : 0.15 ~ 0.45

630 (17-4 PH)

0.04

0.6

0.25

0.2

0.01

4

16

 

Cu : 3.2
Nb + Ta : 0.25

STS 631

 

SUS 631

0.09

1

1

0.04

0.03

6.5 ~ 7.75

16 ~ 18

 

Al : 0.75 ~ 1.5

STS 631J1

 

SUS 631

0.09

1

1

0.04

0.03

7 ~ 8.5

16 ~ 18

 

Al : 1.15

631 (17-7 PH)

0.07

0.4

0.6

0.02

0.01

7

17

 

Al : 1.15

632 (PH 15-7 Mo)

0.07

0.4

0.7

0.02

0.01

7

15

2.25

Al : 1.15

633 (AM-350)

0.1

0.25

0.8

0.02

0.01

4.3

16.5

2.75

N : 0.1

634 (AM-355)

0.13

0.6

0.95

0.25

0.01

4.3

15.5

2.75

N : 0.1

17-10 P

0.12

0.6

0.75

0.25

0.03

10

17

 

 

17-14 Cu,Mo

0.12

0.5

0.75

0.02

0.01

14

16

2.5

Cu : 3.0
Nb : 0.5
Ti : 0.25

 

<석출 경화형 Stainless Steel의 화학 성분>

 

 

 

강종의 구분

주요 용도

KS

AISI

JIS

STS 630

630 (17-4 PH)

SUS 630

Martensite 기지를 가지고 내식, 내마모성이 우수하다.
Valve, 항공기 Propeller, Piston Rod, Ball Bearing, Shaft 등에 사용된다.

STS 631

631 (17-7 PH)

SUS 631

반(Half) Austenite 기지위에 Al을 석출 시켜서 경도를 증가시킨 강이다. 
Spring, Washer, Valve 재료로 사용된다.

632 (PH 15-7 Mo)

631보다 고장력이 요구되는 부분에 사용된다.  성형성이 좋다.

633 (AM-350)

반(Half) Austenite 기지위에 Mo를 첨가하여 Ms 점을 강하 시킨 강이다.
용체화 처리시에는 완전 Austenite가 되고, 시효처리시에는 Cr 탄화물과
Martensite 변태를 일으켜서 고강도와 내열성을 얻는 다. 

634 (AM-355)

17-10 P

Austenite계 Stainless Steel이다.  
P를 첨가하여 격자를 왜곡시켜 탄화물 석출 양상이 양호하다.  
K-Monel, Be-Bronze의 대용으로 선박부품에 사용된다.

17-14 Cu,Mo

Austenite계 Stainless Steel이다.  
540℃ 이상에서도 우수한 강도를 가진다.
항공기, Gas Turbine, Steam Turbine, Super Heater, Reactor 등에 사용
된다.  내식성도 우수하다.

 

<경화형 Stainless Steel의 특징과 주요 용도>

 

 

 

강종의 구분

열처리

KS

AISI

JIS

종류

기호

열처리 조건(℃)

STS 630

630
(17-4 PH)

SUS 630

고용화 열처리

A

1020 ~ 1060℃ 급냉

석출 경화 열처리

H900

A 처리 후 470 ~ 490℃ 공냉

H1025

A 처리 후 540 ~ 560℃ 공냉

H1075

A 처리 후 570 ~ 590℃ 공냉

H1150

A 처리 후 610 ~ 630℃ 공냉

STS 631

고용화 열처리

A

1000 ~ 1100℃ 급냉

631 (17-7 PH)

석출 경화 열처리

TH1050

A 처리 후 760±15℃에서 90분 유지
1시간내에 15℃ 이하로 유지
565±10에서 90분 후 공냉

RH950

A 처리 후 955±10℃에서 10분 후 공냉
24시간 내에 –73±6℃에 8시간 유지
510±10℃에 60분 유지 후 공냉

632 (PH 15-7 Mo)

고용화 열처리

A

1065±14℃ 공냉

석출 경화 열처리

TH

760±14℃에 90분에서 16℃이하 공냉
566±6℃에 90분 유지 후 공냉

RH

954±14에 10분 후 공냉
-70℃에서 8시간, 579±6℃에서 90분 후 공냉

633 (AM-350)

고용화 열처리

A

1065±14℃ 공냉

석출 경화 열처리

DA

A 처리 후 732℃에서 1 ~ 2시간 후 공냉
455℃에서 1 ~ 2시간 후 공냉

SCT

A 처리 후 932℃에서 10분 후 공냉
-73℃에서 3시간 후 455℃에서 3시간 후 공냉

634 (AM-355)

고용화 열처리

A

1024±10℃ 급냉

석출 경화 열처리

DA

633과 동일

SCT

633과 동일

17-10 P

고용화 열처리

A

1121에서 30분 후 수냉

석출 경화 열처리

DA

704℃에서 24시간 후 공냉
649에서 24시간 후 704℃에서 12시간 후 공냉

17-14 Cu,Mo

고용화 열처리

A

1232℃에서 30분 후 수냉

석출 경화 열처리

 

732℃에서 5시간 후 공냉

 

<석출 경화형 Stainless Steel의 열처리>

 

 

 

강종의 구분

기계적 성질

KS

AISI

JIS

기호

인장강도(kg/mm2)

연신율(%)

경도 시험

Brinell (BHN)

Rockwell

STS 630

630 (17-4 PH)

SUS 630

A

 

 

363

HRC38

H900

134

10

375

HRC40

H1025

109

12

331

HRC35

H1075

102

13

302

HRC31

H1150

95

16

277

HRB85

STS 631

631 (17-7 PH)

SUS 631

A

105

20

363

HRC43

TH1050

125

4

 

HRC48

RH950

91

35

 

HRB88

632 (PH 15-7 Mo)

A

151

7

 

HRC44

TH

165

6

 

HRC48

RH

102

40

 

HRC20

633 (AM-350)

A

137

10.5

 

HRC41

DA

140

15

 

HRC43

SCT

112

26

 

HRB95

634 (AM-355)

A

137

10

 

HRC41

DA

154

13

 

HRC45

SCT

62

70

 

HRC10

17-10 P

A

96

25

 

HRC30

DA

101

20

 

HRC32

17-14 Cu,Mo

A

60

45

 

 

 

<석출 경화형 Stainless Steel의 기계적 특성>

 

관련글 링크

 

스테인레스 스틸 ( Stainless steel ; STS, SUS)의 종류

 

스테인레스 강 (Stainless steel; STS, SUS) 의 특성

 

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