스크랩 Piping Materials(배관설계 재질 기초)

[유문종]

출처 : http://blog.naver.com/pipedesign/60056975670

■  Piping Materials ■ 

1.1 Material 기초Piping에사용되는Material은Metal 과  Non-Metal로구분할수있습니다.

  ■   Metal

        Metal은Ferrous Material (철계재료)와  nferrous (비철재료)로구분됩니다. 
        (Ferrous Materials ( 철계재료)  Fe가50% 이상함유된금속입니다. )

   ● Cast Iron (주철)

      탄소함량이약2 ~ 4% 포함된주조된철(Iron)입니다. Cast Iron은다음과같이분류될수있습니다.

       - Gray Cast Iron ( 회주철) 박편모양의흑연결정(Flake Graphite)을함유하므로파단면(Fraction)이회색을띠는주철입니다.

       - 강도및연성이큽니다.

       - White Cast Iron ( 백주철) Cast Iron은Carbon (C) 과Silicon (Si) 이함유된것으로C가적거나특히Si가적으면응고시

          탄소가흑연결정이되지않고Cementite (Fe3C) 라는화합물이결정되어파단면이흰색을띠는Cast Iron입니다. 내마모성이

          좋으나  절삭가공이어렵습니다.

       - Malleable Cast Iron ( 가단주철) 백심(White Heart)과흑심(Black Heart)의2종이있으며, 백심은백주철을산화제속에서

         가열하여주철중의   Carbon을산화탈탄한것이며파단면은희색을띠움니다. 흑심은백주철을설담금하고Cementite(Fe3C)을

         분해하여  Graphite로변화한것이며파단면은검습니다. 견인성을갖도록처리한주철입니다. 
       - Ductile(Nodular) Cast Iron ( 구상흑연주철) Graphite가구슬모양으로된강력주철입니다. 불순물특히황(S)이

         적은선철(Pig Iron)을  녹여서Ce (Cerium) 0.02%이상또는Mg (Magnesium) 0.04%이상을첨가하고

         다시페로실리콘(Fe-Si)0.04%를가하여흑연을  구슬모양으로한Cast Iron입니다. 인장강도는70 kg/mm2정도이며,

         신장율과내열성이보통주철보다뛰어나며  용접성과절삭성은거의같습니다.

   ● Cast Steel (주강) : 탄소함량이2% 이하로포함된주조된강(Steel)입니다.

   ● Steel (강) -0.01 ~2% 의Carbon 과최소0.25%의Mn (Manganese)을포함한Fe (철)의합금입니다.

       -불순물로는P (Phosphorous, 인)     과S (Sulfur, 황)등이포함되어 있습니다.

       -상기외의성분이포함되면Alloy Steel (합금)으로분류됩니다.

   ●  Low Alloy Steel (저합금강)

        -Ni (Nickel), Cr (Chrome), V (Vanadium), W (Tungsten),  Cb (Columbium) 등의성분들이

         총12%미만포함된Steel (강) 입니다.

   ● Elevated Temperature Steel (고온강)

        -넓은의미로Low Alloy에포함됩니다.

        -Cr (Chrome) 과Mo (Molybdenum)이포함되어있습니다. 
        -650 Deg.C 이하에서사용합니다.

        ● Stainless Steel (High Alloy Steel) 

        -12% 이상의Cr (Chrome) 이포함된합금입니다.

        -종류는410SS (13Cr 계, Martensite), 430SS (18Cr 계, Ferrite), 304SS/316SS (18Cr-8Ni계, Austenite),

             631SS (16Cr-7Ni-1Al계, Martensite + Austenite)로구분됩니다.

   ■   Nonferrous Materials ( 비철재료) :  Fe가50% 미만함유된금속입니다.

        ● Cu (Copper) and Cu Alloys (UNS* Cxxxxx)

        ● Al (Aluminum) and Al Alloys (UNS Axxxxx)

        ● Ni (Nickel) and Ni Alloys (UNS Nxxxxx)

        ● Ti (Titanium) and Ti Alloys

        ● Zr (Zirconium) and Zr Alloys

        ● Mn (Manganese) and Mn Alloys

            * UNS : Unified Numbering System (See Att# 1M)

          탈산정도에따른분류제작과정탈산제로사용되는Si (Silicon), Ti, Zr의첨가에의한탈산(Deoxidation)을하는것으로

          강도및저온인성이높고 용접성이양호하다.

          류로는Killed Steel (완전탈산), Semi-Killed Steel (부분탈산) Rimmed Steel (약간탈산) 이있습니다.

   ■  Plastic

       비교적작은유기분자들로부터긴사슬또는망사분자들로만들어진 중합체(Polymer)입니다.

      배관에서사용되는Plastic은열가소성중합체가주를이루며종류는 아래와같습니다.

        -Polyethylene (PE)
        -Polypropylene (PP)
        -Rigid Poly vinyl Chloride (PVC)
        -Chlorinated Poly vinyl Chloride (CPVC)

   ■  Ceramics & Glasses

        내식성이우수하여배관에서는Sea Water에사용되는GRP (Glass Fiber Reinforced Thermosetting Resin Pipe)가주로사용됩니다.

        단, 열충격에대단히약하다.

   ■   배관pipe에서 사용하는 ASTM Materials

       ● A53 Gr.B

         a. Seamless 와 ERW (Electric Resistance Welded)가 있습니다.

         b. 비부식성 또는 약간의 부식성이 있는 적당한 압력과 온도에 사용해야 합니다.

         c. Killed 강이 아니므로 399 Deg.C 이상에서 사용할 수 없습니다.

         e. SMLS의 경우 Manufacturer는 일반적으로 A106 Gr.B 및 API 5L Gr.B의 Requirement를 모두 적용하여 제작합니다.

         f. 일반적으로 24”까지만 제작됩니다.

         d. 399 Deg.C 이상에서 사용 시 Graphitization* 현상이 발생합니다.

        * Graphitization (흑연화) : Cementite**가 고온에서 분해하여 그 속의 탄소가 흑연으로 변하는 현상.

        * Cementite : 철과 탄소의 화합물 (Fe3C)

     ● A106 Gr.B

        a. Seamless 만 제작되며 Si-Killed Steel입니다.

        b. 454 Deg.C 이상에서는 Graphitization 현상이 발생합니다.

        c. Carbon의 함량은 Max. 0.30% 입니다.
   

     ● API 5L Gr.B

        a. Line Pipe용으로 사용합니다.

        b. Carbon의 함량은 Max. 0.26% 입니다.

        c. 구매 시 Product Specification Level (PSL)을 꼭 명기해야 합니다.

        d. PSL은PSL1과 PSL2로 구분되며 PSL2는 Carbon Content,  Carbon Equivalent, Impact Test, Repair등의

             Requirement가 PSL1 보다 더 Severe합니다.

     ● A333 Gr.6

        a. Low Temperature Carbon Steel 입니다. (-45 Deg.C까지 사용가능)

        b. Si이 Min. 0.1% 함유된 Killed Steel입니다.

        c. Impact Test를 기본적으로 실시하는 Material 입니다.

     ●  A335 Gr.P11

        a. 1.1/4Cr-2Mo가 함유된 Low Alloy Steel입니다.

        b. Cr. 첨가로 Graphitization, 고온 산화 방지 효과가 있어 고온에서 사용하며 일반적으로

            High Pressure Steam에 많이 사용합니다.

        c. Pipe Thickness와 상관없이 용접 후 Heat Treatment와 Radiography Test를 실시해야 합니다.

     ● A312

        a. Type은 304, 316, 304H, 316H, 304L, 316L, 317, 321, 347등이 있습니다.

        b. 304L, 316L, 321을 일반적으로 저온산성 Condition에 사용합니다. 

         c. 304H, 316H는 높은 고온 강도를 얻기 위하여 Carbon 함량을 증량 (0.04 ~ 0.1%)후 열처리를 합니다. 

            즉 고온용으로 사용하며 온도사용 범위는 ?254 Deg.C에서 816 Deg.C까지 입니다.
            (304H와 316H를 제외한 Type은 ?254 Deg.C에서 538 Deg.C까지)

        d. 304와 316은 Carbon 함량이 0.01~0.08%입니다.  따라서 304L/316L (C : Max. 0.035%) 304H/316H (0.04~0.10%)의

           특성을 가질 수 있어 혼용하기 쉬우나 반듯이 구분하여 사용해야 합니다.

        e. 316L, 316H, 317은 Mo 첨가로 산성 Condition에서Pitting에 대한 저항성이 우수합니다.

        f. 모든 Stainless Steel은 Chloride에 의한 Sulfide Stress Cracking (SSC)에 약합니다.

   ■  EFW (Electric Fusion Welded) Pipe

     ● A672

         a. 일반적으로사용하는Carbon Steel EFW Pipe입니다.

         b. Pipe Grade는여러가지가있으나많이사용되는것은B55, B60, B65, B70, C55, C60, C65, C70 등이있습니다.

              sile StrengthType of Steel

             A : Plain Carbon 60 : 60 ~ 80 ksi

             B : Plain Carbon, Killed 65 : 65 ~ 85 ksi

             C : Plain Carbon, Killed, Fine Grain 70 : 70 ~ 90 ksi

             D : Manganess-Silicon E, H, J, K, L, N

         c. Class는10, 11, 12, 13, 20, 21, 22, 23 ~ 50, 51, 52, 53이있습니다.

            Heat Treatment 1 : None 0 : None None

         1 : Radiography  Pressure test 

         2 : Stress Relived 1 : Full Length RT None 

         3 : Normalized 2 : Full Length RT Pressure Test

         4 : Normalized and Tempered 3 : None  Pressure Test

         5 : Quenched and Tempered

     ●  A671

        a. Low Temperature용Carbon Steel EFW Pipe입니다.

        b. Pipe Grade는여러가지가있으나많이사용되는것은CB55, CB60, CB65, CB70, CC55, CC60, CC65, CC70 등이있습니다.

        c. Class는A671과동일하나추가로60 ~ 63, 70 ~ 73이있습니다.

     ● A358

        a. Carbon & Low Alloy Steel EFW Pipe입니다.

        b. Grade는304, 304L, 304H, 316, 316L, 316H, 321, 347, 348 등이있습니다.

        c. Class는Class 1 부터5까지있습니다.
          -Class 1 : Double Welded by filler metal, Fully RT
          -Class 2 : Double Welded by filler metal
          -Class 3 : Single Welded by filler metal, Fully RT
          -Class 4 : Class 3 과동일하나Weld Pass가Pipe Inside  Surface에노출되어야함. 
          -Class 5 : Double Welded by filler metal, Spot RT 1.2.3 Plate

          -Class 5 : Double Welded by filler metal, Spot RT 1.2.3 Plate

         배관에서의Plate는Welded Pipe를만들고Figure-8 Blank, Paddle Space & Blank에사용됩니다.
         ASTM Designation는3.3항의Applicable ASTM Specification을 참고바랍니다.

   ■  Wrought Fitting
         배관에서의Wrought Fitting에사용되는Material은Carbon & Low Alloy용으로A234 (WPB, WP11등),

         Low Temperature Carbon Steel용으로A420-WPL6, Stainless용으로A403이주로사용됩니다.
        Carbon Steel의경우16”까지는SMLS와Welded의가격이동일하나Stainless의경우많은차이가있습니다.

   ■  Forging

         배관에서의Forging은Flange, Forged Fitting, Forged Valve등에 주로사용됩니다.

          Material은Carbon Steel의경우A105, Stainless & Low Alloy Steel의경우A182, Low Temperature Carbon Steel의경우

         A350-LF2를사용합니다.
          Flange의경우ASME CL150에서1000 Deg.F (538 Deg.C) 초과시는사용하지못하며, CL150을제외한Class에서

         1000 Deg.F 초과시304SS, 316SS, 317SS를사용할경우Carbon Content 가0.04% 이상이어야합니다.
         Material 사용시ASME B16.5의Table 2 Note사항을참고하여 온도범위를초과하지않게하여야합니다.

   ■  Casting

         배관에서의Casting은Valve 주로사용됩니다.
        Material은Carbon Steel의경우A216-WCB, Low Alloy Steel의경우
        A217, Stainless Steel의경우A351, Low Temperature Carbon Steel의
        경우A352-LCB를사용합니다

   ■   Bolt / Nut
         Material 또는Service별Bolt / Nut Material은다음과같습니다.

        a. For Carbon Steel : A193 Gr. B7 / A194 Gr. 2H

        b. For Low Alloy Steel : A193 Gr. B16 / A194 Gr. 4

        c. For Austenitic Stainless Steel: A193 Gr. B8 / A194 Gr. 8

        d. For Wet H2S Service (NACE MR0103) : A193 Gr. B7M / A194 Gr. 2HM

        e. For Low Temperature Carbon Steel : A320 Gr. L7 / A194 Gr. 7

        그러나일반적으로Flange가C/S, S/S, Low A/S일경우는A193 Gr. B7 / A194 Gr. 2H를사용합니다.

   ■  Applicable ASTM Specification

Material  Product Forms 
Group No.  Nominal Designation  P-No.  Forging  Wrought Fitting  Casting  Plate  Pipe  EFW Pipe  Tube  Remark 
1.1  Carbon  1  A105, A181 CL60 or 70  A234WPB  A216WCA, WCB & WCC  A285A, B & C  A53A & B  A671-CA55, A672A45~A55, A135-A&B  A179 (SMLS)  Note 1 

1  A515 A106 A672 Note 1 
55~70, A51655~70  A &B, API 5LB  B45~B70, A672C45~C70, 
1  A350-LF2  A420WPL6  A352-LCB  A516-70  A3331 or 6  A671CC60~CC70  Note 1 

1.2  3.1/2Ni  3  A350-LF3  A420WPL3  A352-LC3  A203A,B,D,E  A333-3  A671CF65~CF71  A334-3  Note 1 

1.5  C-1/2Mo  3  A182-F1  A234WP1  A217-WC1  A204A,B &C  A335-P1  A691CM65~CM75  A209-T1 
1.9  1CR-1/2Mo  4  A182-F12 CL.1&2  A234WP12 CL.1&2  A217-WC6  A387-12 CL.1&2  A335-P12  A691-1Cr  A213T12  Note 1 

1.1/4CR1/2Mo  4  A182-F11 CL.1,2&3  A234WP11 CL.1,2&3  A217-WC6  A387-11 CL.1,2&3  A335-P11  A691-1.1/4Cr  A213T11 

 Note 1 

Note 1 : User shall specify the material grade for each item in accordance with design condition

   ■  화학성분별특성

     ●  Aluminum (Al)

        a. 가장강력하고널리사용되는탈산, 탈질제입니다. 따라서시효* 저항향상에기여합니다. 일반탄소강에서열간가공성의향상원소로

           사용되며결정립미세화원소로사용될경우475 Deg.C이상의고온에서는Carbide을Graphite로만드는촉진제역할을하여경도

           및 강도를떨어트리게되므로Si등으로대체해야합니다.

        b. 고온내식성(내산화, 내황화성)을증가시키므로Ferrite 계합금내열강에자주첨가됩니다. 그러나환원성가스(H2)에서는

           국부분열을일으키기쉽습니다.

       * 시효(Ageing) : 급랭, 냉간가공등을한후시간의경과에따라강의성질(경도등)이변하는현상

     ● Carbon (C)
         a. 가장중요한합금원소로서강의성질에큰영향을미칩니다.

         b. C 함량이증가함에따라강의강도와경화능*이증가합니다. 그러나, 연성, 단조성, 용접성(Carbon Equivalent로상한치규정함.) 및

            가공성(절삭도구를사용한가공) 은감소합니다.

     ● Calcium (Ca)
         a. 열전도체재료의고온내식성을증가시킵니다.

           b. 유동성을증가시키므로주물등에유효합니다.

       * 경화(Hardening) : 시효, 가열냉각처리등으로경도를높이는조작

       * 경화능(Hardenability) : 철강을Quenching 경화경우경화되기쉬운정도, 즉경화된깊이와경도의분포를지배하는성능

 
     ● Chromium (Cr)

       a. 강(Steel)에기름, 공기경화성을부여합니다.

       b. 순수Cr강에서는Cr 함량이증가할수록용접성이감소됩니다.

       c. 강의인장강도는Cr함량이1% 증가할수록80~10 N/mm2 증가합니다.

       d. Cr은탄화물형상원소입니다. Cr 탄화물은내마모성을증가시킵니다. 고온강도및고압수소화특성은Cr 첨가에의하여향상됩니다.

       e. Cr 함량이증가함에따라고온내식성이향상되며, 약13%정도가강의내식성부여(Stainless Steel이라고부름)를위한최소값입니다.

           특히Pitting Corrosion에대한저항력이우수합니다.

       f. Cr의첨가로인하여열전도도및전기전도도는감소합니다.

     ●  Hydrogen (H)
         a. 연성감소로인한취화(Embrittlement) 및항복점및인장강도의증가없이Necking (파단전그단면이줄어드는현상)을유발시키므로

            강에유해한원소입니다.

         b. 산세공정중발생한수소원자는강의내부로침투하여Pitting을형성합니다.

         c. 습기를함유한수소는고온에서탈탄효과를가집니다.

         d. Stainless에서는Ferrite 및Austenite에침입형으로고용하여온도및변형속도에따라현저하게인성*의저하를가져옵니다.

* 인성(Toughness) : 점성이강하여질기고세며, 충격파괴를일으키기어려운성질

     ● Manganese (Mn)
        a. 탈산효과를가집니다. 황과결합하여황화망간을형성합니다. 이황화물은적열취성* (Red Brittleness)의위험성을감소시킵니다.

        b. Mn은임계냉각속도를매우크게감소시키므로경화능을크게증가 시킵니다. Mn을첨가함으로써항복점과강도도증가합니다.
            또한용접성과단조성을증가시킵니다.

        c. Mn/C의증가로저온연성취성천이온도를낮추고, S의피해를 억제하기위하여Mn을첨가하기도합니다.

        d. Mn의첨가에따라열팽창계수는증가하지만열전도도및전기전도도는감소합니다.

       * 적열취성(Red Brittleness) : See Att #2-1
       * 취성(Brittleness) : 일반적으로단단하고변형이적어깨지기쉬운성질

     ● Molybdenum (Mo) 
        a. 임계냉각속도를낮추어경화능을향상시키고소려취성*을크게감소시킵니다.

        b. Mo 함량이증가함에따라단조성은감소한다. 탄화물형성경향이 큽니다. 이로인하여고속도강의절삭성을향상시킵니다.

        c. Stainless Steel에서는내식성을향상시키는원소이며, Mo 함량이 크면Pitting 감수성이감소합니다.

        d. 1% 정도의Mo를첨가하면기지를강화하고탄수화물을형성하여고온강도, Creep 강도를높이며인성을개선합니다.

        e. 2.5% 이상의Mo를첨가하면650 Deg.C 이상의온도에서충격치, 내식성이저하됩니다.

        f. 염화물중에서내공식성, 내틈새부식성을향상시키는가장우수한합금원소입니다.

         * 소려취성(Tempering Brittleness): See Att #2-2

     ● Oxygen (O)
        a. 강중에서그특성, 조성, 형상, 분포양상이유해효과에큰영향을미칩니다.

        b. 강괴에서Porosity (공극률)을유발시키고압연강재에서는Lamination (박판화) 등을발생시켜기계적특성을크게저하시킵니다.

            특히횡축방향의Notch 인성을감소시킵니다.

        c. HIC (Hydrogen Induced Crack)에민감하므로Wet H2S Condition 에서는0.002%이내로제한합니다.

     ● Phosphorous (P)
         a. 응고과정중1차편석* 및고온상에서2차편석의가능성이있으므로일반적으로유해원소로취급됩니다.

         b. P는기지중에균일하게분포하기어려우므로, P 함량을매우낮게유지할수있으며, High Grade강에서는

             그함량을최대0.03~0.05%로제한하고있습니다. 편석정도를명확하게결정할수없으며, 최소량이존재한다고하여도

             P는소려취성감수성을증가시킵니다.

         c. P에의한취화현상은C 함량이증가할수록, 경화온도가증가할수록, 결정립크기가증가할수록감수성이커집니다.

         d. 용접균열과담금질균열을촉진시키며냉간가공성이저하됩니다.

         e. HIC (Hydrogen Induced Crack)에민감하므로Wet H2S Condition 에서는0.015%이내로제한합니다..

       * 편석: 용융합금이 응고할때 먼저 석출되는 부분과 나중에 응고되는 부분의조성이 다른현상. 합금을 만들때는성분금속을

                 액체상태로 모두녹이뒤에응고시키는데, 이때최초의 응고한부분과나중에 응고한부분은 조성이다르며, 

                 그결과 합금조성에 불균형성이 생긴것을 응고편석이라고 함. 

     ●  Sulfur (S)
         a. 모든합금원소/불순물중에서가장편석효과가큽니다. 저융점의황화물공정이그물모양으로결정립을둘러싸므로결정립간의

             응집력을약화시켜고온성형시결정립이떨어져나가게되므로황화철은적열취성등의고온취성을유발시킵니다.

               이현상은산소의작용으로더욱심해집니다. 따라서일반탄소강에서는약0.04%이하로제한합니다.

         b. S는Mn과매우큰친화력을가지므로황화망간(Mn Sulfide)의형태로결합합니다. 이황화물은강중에점과같은형태로분포하므로

            가장덜위험한개재물(사이에끼어있는물질)입니다. 존재한다고하여도P는소려취성감수성을증가시킵니다.

         c. 횡축방향의인성은S에의하여크게감소합니다.

         d. S는용접균열감수성을증가시키고충격강도및연성도감소시킵니다.

         e. HIC (Hydrogen Induced Crack)에민감하므로Wet H2S Condition 에서는판재류는0.002%이내,

             강관류에서는0.005%이내로제한합니다.

     ● Si (Silicon)
        a. Si는금속이아니고P, S와같이비금속입니다. Si는탈산작용을하여입자조대화* 촉진원소이므로고온용강에서

           필수원소로첨가됩니다. 흑연석출촉진, 강도와내마모성증가를유발시켜탄성영역을크게증가시킵니다.

        b. 고온내식성을크게증가시키므로내열성강에첨가됩니다.
           그러나고온및저온성형성을악화시키므로그함량을제한합니다.

        c. 용탕중에서의유동성이좋아주물품에서는가장중요한원소중하나입니다.

        * 조대화(粗大化Coarsening) : 결정입자가커지는현상

  ■ 열처리(Heat Treatment)

        열처리란동일한화학성분을갖는동일한재질일지라도용융점이하의

         온도에서가열및냉각을반복시키면전혀다른기계적, 물리적성질을갖는특성을이용하는가공공법중의하나입니다. 
         광의적으로보면열처리공정이라고할수도있지만협의적으로는열처리공정으로분류되기보다는Stress Release 공정이라고

         말할수가있습니다. 즉, 정밀기계부품과같이경년변화(실온에서오랜세월동안변화하는현상)가문제가되는경우에는가공할때

         발생하는가공응력을제거한다든지단조후조직의밀도및Fiber Flow가일정치않을경우에는가공후변형이발생함으로조직의밀도를

        균일하게하고Fiber Flow 를안정적인상태로수정하기위해열처리공정을거치게됩니다.
         그리고용접구조물에서용접후에변형이발생함으로용접후용접응력을제거하지않은상태에서기계가공을한다면아무리정밀하게

         가공한다할지라도변형을일으키게되어정밀기계가공의의미가없게됩니다. 따라서용접구조물은용접후기계가공하기전에

         열처리공정을거처서용접응력을충분히제거한후기계가공을거처야한다. 

     ● Quenching ( 담금질, 소입: 燒入)
          a. 금속재료를고온으로가열시킨후냉매(물, 기름)로급속냉각시키면강(鋼)은경화*되며강도가증가한다.

              그러나Quenching 상태로는경도도높고강도(항장력)가크게증가하지만충격치가급속히저하되기때문에

              Tempering (뜨임, 소이: 燒戾) 공정을거처사용하게됩니다.

         b. 강의Quenching은가열시켜서오스테나이트조직으로된상태에서냉매를이용하여급냉(急冷)을시키는것이지만Quenching 온도가

             높으면오스테나이트조직의결정이조대화(粗大化)되어열처리후취성이커지게되는문제가발생하게됩니다. 

            * 경화(Hardening) : 시효, 가열, 냉각처리등으로경도**를높이는조작

            * 경도(Hardness) : 물체의굳고무른정도

     ● Tempering ( 뜨임, 소이: 燒戾)

           a. Quenching 상태그대로의강(鋼)은매우높은경도를갖지만취성이크기때문에그대로사용하기에는매우곤란하다.

               그래서경도를절삭가능한범위까지저하시키면서취성을제거하고인성을높이기위해재변태점이하의온도에서가열과냉각을

               반복시키는방법을Tempering이라합니다.

          b. Quenching된그대로의상태는불안정한상태이기때문에이것을  가열하여온도를올리면보다안정된상태로변화하게됩니다..

     ● Normalizing ( 불림, 소준: 燒準)

          변태점이상의적당한Normalizing 온도, 예를들면800 ~ 900℃로가열하여치밀한오스테나이트입자상태에서대기중에서서

          냉시키는것을Normalizing 이라합니다. 이열처리방법에의해강의결정입자(結晶粒子)는극소화되어단조, 압연시에발생되었던

          내부응력이제거되고기계적성질을향상시키는것이가능합니다. 

     ●Annealing ( 풀림, 소둔: 燒鈍)
          Annealing 온도까지가열한후로(爐, Furnace) 안에서서냉시키는것으로써그목적은주, 단조제품의내부응력제거, 결정조직의조정,

          경도의저하, 피삭성향상, 냉간가공개선, 필요한기계적, 물리적또는그밖의성질을얻는데있습니다.

     ●Solution Treatment ( 고용화열처리)
          강의합금성분을고용체*에용해하는온도이상으로가열하여충분한 시간을유지하고급랭시켜그석출**을저지하는조작입니다.

          * 고용체(Solid Solution) : 하나의고체에다른원소가골고루녹아들어가서생긴단일고체

          * 석출(Precipitation) : 고용체에서다른상의결정이분리되는현상

     ● Stabilizing Treatment ( 안정화열처리)
         a. 조직을안정시키거나, 또는경년변형*를막기위해서하는열처리입니다.

         b. Ti 또는Cb (Columbium)을함유한오스테나이트계Stainless Steel에서850~900 Deg.C의온도범위에서적당한시간을

              가열하여Ti 또는Cb의탄화물**을석출***시켜안정된조직으로하는열처리입니다. 이에따라입계(粒界)

              부식이일어나기어렵게됩니다.

            * 경년변형(Secular Distortion) : 실온에서오랜세월동안에재료의치수, 모양이변화하는것

            *탄화물(Carbide) : 탄소와한가지또는그이상의금속원소와의화합물

             * 석출(Precipitation) : 고용체에서다른상의결정이분리되는현상

  ■ UNS (Unified Numbering System) 특성. 미국숫자통일규격

1. 성격ASME(American Society of Mechanical Engineers), ASTM(American Society for Testing and Materials),

         SAE(Society of Automotive Engineers), Federal, Military, AISI(American Iron and Steel Institute) 및

        AWS(American Welding Society)등의미국내각종Code의재료부분을4000여가지의Standard Numbers 로Group하여

        서로의호환성을갖게하고자만들어진것으로서세계모든나라의규격재료에대한표준Code로 가장많이활용되고있다.

        Numbering System 이기때문에별도의재료관련Specification (사양)을갖지는않는다.

2. UNS No. 의주관

3. UNS No.의Group

상기각규격집의전문가들이별도Committee (UNS Advisory Board)를만들어발행하고있다.

현재아래와같이17개Group으로나누어져있으며각Group No 다음에
5개의숫자로표기된다.

Axxxxx       Aluminum and Aluminum Alloys
Cxxxxx       Copper and Copper Alloys
Exxxxx        Rare Earth and Similar Metals and Alloys
Fxxxxx        Cast Irons
Gxxxxx        AISI and SAE Carbon and Alloy Steels
Hxxxxx        AISI and SAE H-Steels
Jxxxxx        Cast Steels (Except Tool Steels)
Kxxxxx        Miscellaneous Steels and Ferrous Alloys
Lxxxxx        Low Melting Metals and Alloys
Mxxxxx        Miscellaneous Nonferrous Metals and Alloys
Nxxxxx        Nickel and Nickel Alloys
Pxxxxx        Precious Metals and Alloys
Rxxxxx        Reacitive and Refractory Metals and Alloys
Sxxxxx        Heat and Corrosion Refractory Metals and Alloys
Txxxxx        Tool Steels Wrought and Cast
Wxxxxx        Welding Filler Metals
Zxxxxx        Zinc and Zinc Alloys

1) 적열취성(Red Brittleness)

    고온(900~1000 Deg.C)의적열상태에서가열시저융점액상이되어결절립계로편석되어얇은필름형태로존재하여온도가내려가면

     얇은판상의고체로변한다. 이렇게되었을때는충격을받으면입계를따라파괴되는취성을말한다. S가많은강에서나타나는현상으로

     가능하면강의S%함량이적은것을사용하는것이좋다.

2) 청열취성(Blue Brittleness)
   강은일반적으로상온에서보다도온도가올라가면연(軟)해지면서粘性을갖지만250 ~ 300℃로가열하면경(硬)해서취성을갖게된다.   

   이온도에서는강이청색으로착색이되는온도에해당되기때문에“청열취성”이라고말한다. 온도를올린상태에서강을굽힌다든가,

   가공한다든가할때는이청열취성온도를피하지않으면안된다.

3) 소려취성(Tempering Brittleness)
     소입(quenching)한강은경도는높지만취성을갖기때문에취성을제거하고점성을갖도록하기위해서는템퍼링을한다.

     템퍼링(소려)을하면강은粘性을갖게되는것이일반적인성질이지만tempering 온도(약600℃)에서부터서냉(空冷)을하면취성을

     갖는경우가있다. 특히Ni-Cr강등은소입후600℃정도의템퍼링온도로부터서냉이되면취성을갖게되는경우가많다.

     이러한현상은Ni -Cr 강의경우가현저하지만一般鋼에서도이런현상을갖게된다. 이것을“ 소려취성”이라한다. 점성을얻기위해

     템퍼링을하는데  이것이취성을가져오기때문에주의하지않으면안된다. 이런소려취성을방지하기위해 템퍼링온도를

     급냉(수냉또는유냉)하는것이제일효과적이다. 그러나템퍼링온도에서급냉시키면템퍼링크랙이일어나기쉬운고속도강,

     다이스강등은서냉을시키지않으면안된다. 이때소려취성을방지하기위해서는소량의Mo을첨가하는것이효과적이지만이경우에

     도템퍼링후급냉하는것은좋지않다.