Austenitic Iron Castings, 니켈계 오스테나이트 주철품

Austenitic Iron Castings, 니켈계 오스테나이트 주철품
STEELMAX Steel Story

Austenitic Iron Castings 오스테나이트 주철품은 크게 편상흑연계와 구상흑연계로 나뉘고
Nickel 13~35% 수준 합금에 망간, 크롬, 구리, 실리콘, 니오븀을 합금한 주철입니다.

편상흑연계 7종, 구상흑연계 12종으로, 모두 상온에서 오스테나이트 조직을 가지므로
오스테나이트 주철품이라고 하며, 편상흑연계보다 구상흑연계의 기계적 성질이 우수합니다.

또한 구상흑연계 주철품은 편상흑연계보다 내열성, 내식성이 우수하며 같은
화학 조성을 가진다고 해도, 물리적 성질에서 차이가 있습니다.

물리적 성질에서 예를 들어보면 편상흑연계의 열전도도는 37.7~41.9 W/m·k 이지만
구상 흑연계의 열전도도는 12.6 W/m·k으로 차이가 있습니다.

3.5% 니켈 합금강 ASTM A203 Grade F — 영하 107℃ CVN Impact Test 처럼
FCDA-Ni 22 경우도 영하 100℃ 수준에서 내충격성이 좋으며

9% 니켈강 ASTM A553 Type 1 — 영하 196℃ CVN Impact 조건 강재처럼
FCDA-NiMn 23 4 — 영하 196℃ 수준까지 좋은 내충격성을 가지는 재료 특성입니다.

-196℃ 온도는 기체 상태의 질소를 액체로 만드는 온도이고, LPG (액화천연가스)는 -161℃ 에서
액화되는 온도이며, 니켈계 오스테나이트 주철품은 투자율 1에 가까운 비자성 재료가 많습니다.

※ 비투자율(Relative permeability : µr : 比透磁率)
어떤 물질의 투자율 (µ)과 진공의 투자율 (µ0) 과의 비율 (µ/µ0 = µr)을 말합니다.
비자성체의 µr 은 1에 가까우며, 자성체는 이와 반대로 1보다 아주 큽니다.
예를 들어 비자성체인 오스테나이트 Type 304 투자율은 약 1.02 수준이지만
자성체인 마르텐자이트 Type 410 은, 700~1000 에 이릅니다.
물질의 투자율 µ0 = 4π×10-7 (H/m)입니다.

※ 구상흑연 (Spheroidal graphite, Nodular graphite : 球狀黑鉛)
Graphite in a dense spheroidal stage generated in spheroidal graphite cast
iron manufactured when it is treated with magnesium or the like.

마그네슘 등으로 흑연량을 줄이고, 흑연 모양을 둥근 공 형태로 만든 주철입니다.
흑연이 구상화 되면 기계적 성질이 향상되고, 내마모성이 증가합니다.

※ 비자성강 (Non-magnetic steels : 非磁性鋼)
탄소, 망간, 니켈, 크롬, 질소등을 주된 합금성분으로 하고, 오스테나이트계 조직을
나타내는 비자성의 합금강. 조직적으로는 고망간강계, 고니켈계 및 이들의
중간형의 3종으로 대별됩니다.
비자성강은 발전기, 계전기등의 전자기부재, 핵융합설비등으로 사용됩니다.

Non-magnetic alloy steels with austenitic structure, in which carbon,
manganese, nickel, chromium, nitrogen, etc. as main alloy elements
are contained.
They are classified into 3 types, which are high manganese series,
high nickel series and intermediate type, according to composition.
For example, they are used for electromagnetic components of
generators, relays, etc., and components of nuclear fusion reactors
and linear motor cars.

JIS G 5510		Tensile strength (MPa)	Yield strength (MPa)	Elongation (%)	Impact V-notch	Impact U-notch
Flake (편상흑연계)	FCA-NiMn 13 7	140 min	–	–	–	–
	FCA-NiCuCr 15 6 2	170 min	–	–	–	–
	FCA-NiCuCr 15 6 3	190 min	–	–	–	–
	FCA-NiCr 20-2	170 min	–	–	–	–
	FCA-NiSiCr 20 5 3	190 min	–	–	–	–
	FCA-NiSiCr 30 5 5	170 min	–	–	–	–
	FCA-Ni 35	120 min	–	–	–	–
Spheroidal (구상흑연계)	FCDA-NiMn 13 7	390 min	210 min	15 min	16 min	–
	FCDA-NiCr 20 2	370 min	210 min	7 min	13 min	16 min
	FCDA-NiCrNb 20 2	370 min	210 min	7 min	13 min	16 min
	FCDA-NiCr 20 3	390 min	210 min	7 min	–	–
	FCDA-Ni 22	370 min	170 min	20 min	20 min	24 min
	FCDA-NiMn 23 4	440 min	210 min	25 min	24 min	28 min
	FCDA-NiCr 30-1	370 min	210 min	13 min	–	–
	FCDA-NiCr 30-3	370 min	210 min	7 min	–	–
	FCDA-NiSiCr 30 5 5	390 min	240 min	–	–	–
	FCDA-Ni 35	370 min	210 min	20 min	–	–
	FCDA-NiCr 35 3	370 min	210 min	7 min	–	–
	FCDA-NiSiCr 35 5 2	370 min	200 min	10 min	–	–