제품특징
초-강도 및 뛰어난 측면 인성(핵심 장점)
15-5PH의 핵심 장점은 우수한 가로 인성을 유지하면서 간단한 열처리를 통해 매우 높은 강도와 경도를 얻을 수 있다는 것입니다. 용체화 처리 후, 이 합금은 경도가 38HRC 이하인 저탄소 마르텐사이트 조직을 나타냅니다. 480~620도에서 1회 시효처리를 통해 석출경화를 얻을 수 있으며, 시효온도를 변화시켜 강도수준을 유연하게 조절할 수 있다.
다양한 온도 시간 효과에서의 기계적 특성 비교(AMS 5659 표준):
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노화 상태 |
인장강도 (MPa) |
항복강도 0.2%(MPa) |
연장 A50 (%) |
단면적 감소-(%) |
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480도(H900) |
1310 이상 |
1172 이상 |
10보다 크거나 같음 |
35 이상 |
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550도(H1025) |
1069 이상 |
1000 이상 |
12보다 크거나 같음 |
40 이상 |
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580도(H1075) |
1000 이상 |
862 이상 |
13보다 크거나 같음 |
45 이상 |
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620도(H1150) |
931 이상 |
724 이상 |
16 이상 |
50 이상 |
항복강도는 304 스테인리스강(220 MPa)의 3-5배입니다. 더 중요한 것은 15-5PH가 17-4PH보다 훨씬 더 나은 가로 인성을 나타냅니다. 동일한 강도 수준에서 15-5PH는 17-4PH에 비해 신율과 면적 감소율이 높아 대형 제품에서 그 장점이 더욱 두드러집니다.
좋은 내식성
15-5PH의 내식성은 304 스테인리스강(SS 304)과 동일하며 대기 환경, 담수, 묽은 산 및 염 용액에서 우수한 성능을 발휘합니다. 높은 크롬 함량(14~15.5%)으로 치밀한 Cr2O₃ 보호막을 형성하여 근본적인 내식성을 제공합니다. 17-4PH와 비교하여 15-5PH는 공식 및 응력 부식 균열에 대한 내성이 비슷하거나 약간 우수하며, 특히 대형 제품의 미세 구조 균일성이 향상되어 국부적인 부식 위험이 낮습니다.
그러나 15-5PH는 부식 저항성이 오스테나이트계 스테인리스강(예: 316L)만큼 좋지 않기 때문에 염화물 농도가 높은 고온 환경에서 장기간 사용할 경우 주의 깊게 평가해야 합니다.- 이 합금은 강산성 또는 고염화물 환경에는 적합하지 않습니다.
우수한 열처리 간편성
15-5PH의 가장 중요한 장점 중 하나는 간단한 열처리 공정입니다.{2}}'단일 단계 시효 경화' 특성은 엔지니어링 응용 분야의 핵심 장점입니다. 17-4PH와 유사하게 15-5PH는 용체화 처리 후 마르텐사이트 조직을 가지며 단일 시효 처리로 강화할 수 있어 복잡한 담금질 공정이 필요하지 않습니다. 이는 가공 비용과 변형 위험을 크게 줄여줍니다.
용액 처리:
1020-1060도까지 가열하고 그 온도를 유지한 후 빠르게 급냉(오일 담금질 또는 공기 냉각)하여 마르텐사이트 구조를 얻습니다.
시간에 따른 열처리:
싱글 에이징의 경우 480{4}}620도 범위 내에서 온도를 선택하세요. 이 온도에서 1~4시간 동안 유지한 후 공기에서 식힙니다. 강화는 ε-Cu 상의 분산된 석출을 통해 달성됩니다.
메모:
15-5PH 열처리 시 치수 변화가 최소(약 0.05~0.10%)로 17-4PH보다 우수하여 고정밀 치수 제어가 요구되는 용도에 적합합니다.
우수한 가공성 및 용접성
15-5PH는 열간 및 냉간 가공성이 우수하여 단조, 압연, 스탬프 가공이 가능합니다. 용체화 소둔 상태에서는 적당한 경도(38HRC 이하)를 가지며, 17-4PH에 비해 가공성이 우수하여 기존의 가공방법을 이용한 선삭, 밀링, 드릴링, 연삭 등의 성형가공에 적합합니다.
용접성이 좋고 기존 용접 방식(TIG, MIG, SMAW)을 사용하여 접합할 수 있으며 용접 절차는 300계 스테인레스강과 유사합니다. 용접 시 어울리는 15-5PH 충진재 사용을 권장하며, 용접 후 노화 열처리를 통해 열영향부의 기계적 특성을 회복할 수 있습니다. 15-5PH는 기존 마르텐사이트계 스테인리스강에 비해 초저탄소 설계와 니오븀 첨가로 용접성과 인성이 크게 향상되었습니다.
참고: 이 합금은 오스테나이트계 스테인리스강과 달리 강자성이므로 비자성을 요구하는-응용 분야(예: MRI 장비 및 정밀 전자 기기)에는 적합하지 않습니다.
우수한 피로 저항성과 장기-미세 구조 안정성
15-5PH는 우수한 내피로성을 나타냅니다. 높은 강도와 우수한 인성이 결합되어 반복적인 하중 조건에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 장기간의-중간-온도 노화(약 300도)에서 미세 구조(약 1%의 오스테나이트 함량 및 구리 석출 단계 포함)는 상당한 장기 안정성을 나타내며 이는 장기간 사용 중에 기계적 특성을 유지하는 데 도움이 됩니다.
장기-열 안정성:
15-5PH는 최대 300도의 온도에서 장기간 사용 시 우수한 미세 구조 안정성을 가지며 안정적인 시효 경화 효과를 유지합니다.
일반적인 응용 분야:
장기간-온건한-온도 서비스 조건에서 기계적 특성을 유지해야 하는 항공기 엔진 파일론 구조 부품과 같은 중요한 구성요소입니다.
기술 사양
화학성분(ASTM A564 / UNS S15500)
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요소 |
표준 요구 사항 |
메모 |
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Cr |
14.0 - 15.5% |
치밀한 부동태막을 형성하여 기본적인 내식성을 제공하는 핵심요소 |
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니 |
3.5 - 5.5% |
오스테나이트화 원소, 마르텐사이트 변태점 조정, 인성 향상 |
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구리 |
2.5 - 4.5% |
시효 처리 중에 ε-Cu 상을 형성하여 분산 강화를 가져오는 코어 석출 및 경화 요소 |
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Nb(+Ta) |
0.15 - 0.45%( 5×C 이상) |
탄화물-형성 원소(NbC)는 결정립을 미세화하고 석출 강화에 참여합니다. |
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C |
0.07% 이하 |
초저탄소 설계로 탄화물 편석을 최대한 최소화하여 용접성과 인성을 보장합니다. |
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망 |
1.00% 이하 |
탈산제 |
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시 |
1.00% 이하 |
탈산제 |
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P |
0.030% 이하 |
엄격하게 통제되는 불순물 원소 |
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S |
0.015% 이하 |
엄격하게 통제되는 불순물 원소 |
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철 |
남은 수량 |
매트릭스 요소 |
물리적 특성
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재산 |
값/범위 |
테스트 조건 |
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밀도 |
7.75 - 7.80g/cm³ |
실온(20도) |
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녹는점 |
1400 - 1440도 |
- |
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비저항 |
≈ 0.80 μΩ·m |
실온 |
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열전도율 |
≈ 16 W/(m·K) |
실온 |
|
열팽창 계수 (20-100도) |
≈ 10.9 × 10⁻⁶ /K |
실내 온도 100도 |
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탄성률(영률) |
≒ 200GPa |
실온 |
|
푸아송비 |
≈ 0.27 - 0.30 |
실온 |
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자기 |
자기(강자성) |
강자성을 나타내는 마르텐사이트 구조 |
기계적 특성(용액-처리 및 노화, 일반 값, AMS 5659)
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노화 상태 |
인장강도(MPa) |
항복강도0.2%(MPa) |
연장 A50 (%) |
단면적 감소- (%) |
경도(HRC) |
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480도(H900) |
1310 이상 |
1172 이상 |
10보다 크거나 같음 |
35 이상 |
40-47 |
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|
550도(H1025) |
1069 이상 |
1000 이상 |
12보다 크거나 같음 |
40 이상 |
34-42 |
|
|
580도(H1075) |
1000 이상 |
862 이상 |
13보다 크거나 같음 |
45 이상 |
31-38 |
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|
620도(H1150) |
931 이상 |
724 이상 |
16 이상 |
50 이상 |
28-37 |
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참고: 15-5PH의 강도 수준은 노화 온도에 따라 유연하게 조정될 수 있습니다. 노화 온도가 낮을수록 강도는 높아지지만 신율은 감소합니다. 반대로 노화 온도가 증가하면 강도는 감소하고 가소성과 인성은 향상됩니다.
고온-성능
15-5PH는 300도 이하 범위 내에서 높은 강도를 유지하며 권장 최대 사용 온도는 315도를 초과하지 않아야 합니다. 이 온도를 넘어서면 석출 경화 단계가 점차 거칠어져 강도가 감소합니다.
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온도 |
성능 유지 현황 |
설명 |
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실온(20도) |
100%(피크) |
H900 합금은 최대 1310MPa의 인장 강도를 달성할 수 있습니다. |
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100도 |
90% 이상 |
강도가 잘 유지됩니다 |
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200도 |
85% 이상 |
여전히 높은 강도를 유지할 수 있습니다. |
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300도 |
75% 이상 |
장기간 상한 사용을 권장합니다. |
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>400도 |
상당한 감소 |
석출물 조대화로 인해 강도가 급격히 저하됩니다. |
장기-열 안정성:
15-5PH는 300도 이하의 온도에서 장기간 사용하는 동안 우수한 미세 구조 안정성을 나타냅니다.
오스테나이트 함량은 안정적으로 유지됩니다.
약 1%의 잔류/퇴행 오스테나이트 함량은 장기-시효 과정 동안 거의 변하지 않은 채로 유지됩니다.
구리 침전 단계는 안정적으로 유지됩니다.
강화 침전 단계는 장기간의-온건-온도 노화 과정에서 크게 조대화되지 않습니다.
장기-노화 경화 효과:
약 300도에서 장기간 노화하는 동안-크롬 조성 변동(척추 분해)으로 인해 경도가 추가로 증가할 수 있습니다.
400도 이상 장기간 노출되면 G상(Ni-Mn-Si 농축상)이 석출되고 Cr 스피노달 분해가 강화되어 인성에 영향을 줄 수 있습니다.
열처리 시스템
15-5PH의 최종 성능은 열처리 방식에 따라 크게 달라지며, 일반적인 사양은 다음과 같습니다.
1. 용체화 처리(마르텐사이트 구조를 얻기 위해):
1020-1060도까지 가열하고 충분한 시간 동안 유지한 후(두께 인치당 약 30{5}}60분) 급속 냉각합니다(오일 담금질 또는 공기 냉각). 이로 인해 저탄소 마르텐사이트 구조가 형성되어 후속 시효 및 석출 경화를 준비합니다. 용체화 처리 경도는 38HRC 이하이며 가공성이 좋습니다.
2. 시효 온도 처리(목표 강도 등급을 달성하기 위한 석출 경화):
목표 강도 등급에 따라 유지 온도를 선택하십시오.
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노화 상태 |
노화 온도 |
보유 시간 |
냉각방식 |
목표 강도 수준 |
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H900 |
480도 |
1시간 |
공냉식- |
최대 강도 |
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H925 |
495도 |
4시간 |
공냉식- |
초-강도 |
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H1025 |
550도 |
4시간 |
공냉식- |
높은 강도와 우수한 인성 |
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H1075 |
580도 |
4시간 |
공냉식- |
중간 강도 + 우수한 인성 |
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H1100 |
593도 |
4시간 |
공냉식- |
중간 강도 + 우수한 인성 |
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H1150 |
620도 |
4시간 |
공냉식- |
최적의 인성과 내식성 |
메모:
- 용체화 처리는 최종 기계 가공 전에 수행해야 하며, 용체화 처리 상태의 더 나은 가공성을 활용하기 위해 가공 후에 시효 처리를 수행할 수 있습니다.{0}}
- 노화 온도가 낮을수록 강도는 높아지고 연신율은 낮아집니다. 노화 온도가 증가함에 따라 강도는 감소하고 연성과 인성은 향상됩니다.
- 열처리 후 치수 변화는 약 0.05-0.10%로 17-4PH보다 우수하여 정밀한 치수 제어가 요구되는 용도에 적합합니다. 열영향부의 기계적 성질을 회복하기 위해서는 용접 후 시효열처리를 실시하는 것이 좋습니다.
적용 가능한 미디어
대기 환경:
일반 환경과 산업 환경 모두에서 우수한 내식성을 나타냅니다.
담수:
담수 및 음용수에서 우수한 내식성을 나타냅니다.
희석산:
묽은질산, 묽은초산, 묽은인산에서 내식성이 우수합니다.
염수 분무 환경:
해양 염수 분무 환경에서의 내식성은 304 스테인리스강과 비슷하지만 구멍이나 틈새 부식의 위험이 있습니다.
석유 및 가스 매체:
CO2가 포함된 석유 및 가스 환경에 적합합니다. H2S가 포함된 산성 환경에서는 신중한 평가가 필요합니다.
식품 산업 미디어:
식품 접촉 물질에 대한 요구 사항을 충족합니다.
참고: 15-5PH는 고온 농축 염산, 불화수소산 및 끓는 황산과 같은 매우 부식성이 강한 매체에 대한 내성이 없습니다. 고농도의 염화물이 포함된 고온 환경에서는 내식성이 제한되며, 강산성 또는 고염화물 이온 환경에서는 사용하지 않는 것이 좋습니다.
15-5PH(XM-12/UNS S15500)는 고강도, 고인성, 우수한 횡단 특성 및 우수한 내식성을 모두 요구하는 까다로운 응용 분야를 위해 특별히 설계되었습니다. 특히 대형 단면의 고성능 구조 부품에 적합하며 다음 분야에서 사용하는 것이 좋습니다.
응용분야
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항공우주(핵심 애플리케이션)
● 항공기 구조 부품: 날개 날개보, 동체 프레임(예: Boeing 737-600)
● 랜딩기어 구성품: 메인 랜딩기어 프론트 액슬 넥 브래킷 스틸 핀(Boeing 767 등)
● 엔진 구성요소: 압축기 디스크, 블레이드, 고강도-패스너
● 해치커버 래치, 스프링 등 다양한 구성품. -
해양 엔지니어링 및 해양 플랫폼
● 해양 플랫폼 구조 부품, 헬리콥터 데크
● 선박 프로펠러 샤프트, 펌프 밸브 부품, 잠수함 밸브 어셈블리
● 높은-염분 안개 환경을 위한 패스너(표면 처리와 함께 사용하는 것이 좋습니다) -
석유화학 및 에너지
● 원자력 산업 폐기물 드럼, 원자력 발전소 밸브 스템
● 고압-밸브(밸브 코어/밸브 스템), 펌프 샤프트
● 고강도-볼트, 원자로 축 부품, 부식-내하중-지지 구조
● 기어, 커플링, 고강도-기계 부품 -
의료 정밀
● 고강도-수술 도구, 정형외과 도구, 치과용 드릴(치수 안정성 + 생체 적합성) -
일반 기계 제조
● 고강도 샤프트, 터빈 부품, 금형
● 정밀 기계 부품
배송 및 맞춤화
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형태 |
 시트/플레이트
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 바/로드
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 파이프 / 튜브
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 스트립/시트 코일
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 와이어/선재
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기존 범위 |
두께: 0.5 - 100mm |
직경 Φ6-500mm |
외경 Φ10-300mm |
두께: 0.1~3.0mm |
직경 Φ0.5-10mm |
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맞춤화 기능 |
열간 압연 또는 냉간 압연-판, 초박판-(0.1mm부터 시작), 스탬핑 부품, 지정된 치수로 길이{4}}절단, 특수 표면 처리(산세, 연마) |
단조봉, 열간압연봉,{0}}연마봉, 성형봉 및 다양한 열처리 조건(어닐링, 안정화) |
무봉제 튜브/용접 튜브(ASTM A789/A790 준수), 고정-길이 절단, U-튜브 |
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FAQ
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Q: 15-5PH 스테인리스 스틸과 304 스테인리스 스틸의 차이점은 무엇입니까? 선택하는 방법?
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