■ 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 |
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
Stainless steel - Ferritic Stainless Steel
Stainless steel - Martensitic Stainless Steel
