인코넬 600 라운드 바(UNS N06600, W.Nr. 2.4816) 은 고온 강도, 내산화성, 염화물 응력 부식 균열에 대한 내성이 필요할 때 선택되는 니켈-크롬 합금으로, 고온, 산화 또는 약한 부식성 환경에서 긴 수명이 필요한 부품의 경우 최대 약 1093°C(2000°F)의 극저온에서 안정적인 특성을 지닌 신뢰할 수 있고 제조 가능한 옵션을 제공합니다.
1. 인코넬 600이란?
인코넬 600 20세기 중반 용광로 장비, 화학 공장 및 항공우주 부품의 고온 서비스를 위한 니켈 합금 개발에서 등장했습니다. 이 합금은 높은 니켈 분율과 적당한 크롬 및 철 함량을 결합하여 용액 어닐링 상태로 두거나 강도를 높이기 위해 냉간 가공할 때 우수한 내산화성과 우수한 기계적 강도를 생성합니다. 제조업체는 다양한 형태로 금속을 공급하며, 샤프트, 패스너, 핀, 기계 부품 및 열 또는 부식성 응력 하에서 작동해야 하는 회전 부품의 경우 원형 봉재가 여전히 일반적인 형태입니다.
2. 화학 성분 및 표준
기본 지정: UNS N06600, 때때로 유럽 Werkstoff 번호 W.Nr. 2.4816으로 참조. 봉재에 사용되는 산업 사양에는 AMS 5665(봉재 및 와이어 사양), ASTM/ASME B166(봉재), 공급업체 독점 데이터시트 등이 있습니다. 일반적인 조성 범위는 업계 표준을 따르며, 아래 값은 조달 및 엔지니어링 설계에 사용되는 일반적인 최대/최소 한계를 나타냅니다.
표 1: 일반적인 화학 성분(wt%)
| 요소 | 일반적인 범위(wt%) |
|---|---|
| 니켈(Ni) | 72.0분 |
| 크롬(Cr) | 14.0 - 17.0 |
| 철(Fe) | 6.0 - 10.0 |
| 망간(Mn) | 0 - 1.0 |
| 탄소(C) | 0 - 0.15 |
| 실리콘(Si) | 0 - 0.50 |
| 구리(Cu) | 0 - 0.50 |
| 유황(S) | ≤ 0.015 |
조성 범위의 출처에는 제조업체 데이터시트 및 재료 데이터베이스가 포함됩니다. 설계 검증을 위해 공장의 화학물질 인증서를 사용합니다.
3. 물리적 및 기계적 특성
3.1 밀도 및 열 상수
-
인코넬 600 밀도: 약 8.47g/cm³(0.306lb/in³).
-
선형 열팽창 계수 및 비열은 재료 데이터 소스에 의해 문서화되며 온도에 따라 달라지므로 정확한 설계 입력은 밀 데이터를 참조하십시오.
3.2 기계적 특성 요약(일반, 어닐링 상태)
표 2: 대표적인 기계적 특성(어닐링)
| 속성 | 일반값(메트릭) | 일반 값(영국식) |
|---|---|---|
| 최대 인장 강도(UTS) | ~620-900MPa(형태에 따라 다름) | ~90-130 ksi |
| 항복 강도(0.2% 오프셋) | ~220-450 MPa | ~32-65 ksi |
| 연신율(50mm 단위) | ~30-50% | |
| 경도(HB) | ~150-220 HB |
값은 생산 경로, 냉간 가공 및 열처리에 따라 달라집니다. 냉간 인발 또는 냉간 압연은 강도를 높이고 연성을 낮추며, 어닐링 열처리는 연성을 회복하고 강도를 낮춥니다. 중요 부품에 대한 공급업체 공장 인증서와 기계적 데이터를 비교하여 확인합니다.
3.3 고온 강도
인코넬 합금 600은 고온에서 적당한 인장 강도를 유지하며 산화 대기에서 최대 약 1093°C(2000°F)의 연속 사용 온도에서 사용되어 왔습니다. 장기 크리프 저항성은 크리프용으로 특별히 개발된 니켈 기반 초합금에 비해 중간 정도이므로 응력과 온도에 따른 시간을 고려하여 선택해야 합니다.
4. 열 거동 및 최대 서비스 온도
디자인 최대값은 애플리케이션 유형에 따라 다릅니다:
-
산화 환경에서의 간헐적 노출: 최대 약 1093°C(2000°F)까지.
-
지속적인 고응력 서비스: 크리프 및 곡물 성장을 제어하기 위해 보수적인 설계 온도를 낮은 범위로 제한하는 경우가 많습니다.
-
탄화에 대한 저항성이 우수하고 중간 온도까지의 염소 처리된 환경에서 사용할 수 있습니다. 정확한 크리프 데이터는 제조업체의 시간-온도 곡선을 사용하거나 크리프 파열 차트를 참조하세요.
5. 부식 성능 및 제한적 환경
Alloy 600은 니켈 함량이 높기 때문에 다양한 부식성 매체에 대한 강력한 내성을 제공합니다. 구체적인 특성은 다음과 같습니다:
-
다양한 수성 환경에서 염화물로 인한 응력 부식 균열에 대한 높은 내성.
-
고온 가스에서 산화 및 침탄에 대한 내성이 우수합니다.
-
취약성: 고온의 유황 대기 및 용융 염은 특정 조건에서 취화 및 입자 간 공격을 촉진합니다. 산화성이 강한 산이나 할로겐화물이 풍부한 용융염에 노출되는 경우 크롬 함량이 높은 합금을 선택하거나 의도적으로 합금을 변경하세요.
엔지니어는 대표적인 공정 조건에서 후보 재료를 테스트해야 합니다. 공급업체의 부식 데이터와 업계 사례 연구는 화학 공정 또는 발전 부품의 재료 선택에 있어 중요한 부분을 차지합니다.
6. 제작, 단조, 가공 및 용접 참고 사항
6.1 성형 및 단조
-
합금 600은 고온 및 저온 조건에서 작업할 수 있으며, 열간 단조 온도는 일반적으로 980°C를 초과하며 표면 산화 또는 입자 성장을 방지하기 위해 냉각을 제어합니다. 열간 단조 작업은 공장의 표준 니켈 합금 단조 차트를 따릅니다.
6.2 냉간 가공 및 열처리
-
냉간 가공을 통한 강도 증가는 스프링, 와이어 및 무거운 철근에 자주 사용됩니다.
-
합금은 노화 경화되지 않으며 완전 어닐링으로 연성이 회복됩니다. 일반적으로 사용되는 일반적인 어닐 스케줄은 1000~1100°C 영역에서 제어된 냉각을 거치는 것이지만, 밀 권장 사항 및 해당 사양(AMS/ASTM)을 따릅니다.
6.3 가공
-
가공성은 보통이며 공구 수명은 경도, 칩 제어 및 열 발생에 따라 달라집니다. 날카로운 카바이드 공구, 단단한 설정 및 보수적인 이송을 사용하여 표면 근처에서 공작물이 경화되지 않도록 하십시오. 냉각 및 칩 배출 기능을 제공하는 절삭유를 사용하면 성능이 향상됩니다. 소형 선삭 공작물의 경우 최적화된 공구 형상과 칩 브레이커를 사용합니다.
6.4 용접 및 납땜
-
합금 600은 일치하는 필러 금속으로 쉽게 용접할 수 있습니다. 얇은 섹션의 경우 예열이 거의 필요하지 않지만 두꺼운 섹션의 경우 절차 인증 프로토콜을 따릅니다. 코드 요구 사항에 따라 임계 압력 부품에는 용접 후 용액 어닐링 또는 응력 완화가 필요할 수 있습니다. 이종 금속에 용접하는 경우 확산 및 갈바닉 상호 작용을 고려하세요.
7. 일반적인 애플리케이션 및 선택 기준
원형 봉재의 일반적인 용도에는 샤프트, 핀, 패스너, 밸브 스템, 퍼니스 롤러, 열전대 웰, 화학 공장, 발전 및 항공우주 지상 장비의 부품 등이 있습니다. 선택 드라이버:
-
필요한 서비스 온도 및 부식 환경
-
기계적 부하 및 피로 주기
-
제작 경로(냉간 압연, 열간 압연, 단조)
-
압력 장비 또는 원자력 서비스에 대한 인증 및 추적성 요구 사항
표 3: 애플리케이션 예시
| 애플리케이션 | 합금 600 라운드 바를 선택해야 하는 이유 |
|---|---|
| 퍼니스 롤러 샤프트 | 고온에서의 내산화성 |
| 밸브 스템 및 샤프트 | 강도, 내식성, 낮은 자기 응답 |
| 화학 플랜트 피팅 | 염화물 SCC 및 많은 유기산에 대한 내성 |
| 핵 구성 요소(비핵심) | 적절한 인증을 통해 입증된 성능 |
8. 산업 등급, 등가물 및 비교 항목
Alloy 600은 다른 니켈 합금 및 고급 스테인리스강과 경쟁합니다. 실제 비교:
-
인코넬 625(UNS N06625)는 여러 가혹한 환경에서 더 높은 강도와 우수한 내식성을 제공하지만 비용이 더 높습니다.
-
인코넬 718은 우수한 고온 기계적 강도를 제공하지만 노화 경화성이 있고 가공이 더 복잡합니다.
-
오스테나이트계 스테인리스강(304/316)은 비용이 저렴하지만 고온 산화 환경이나 염화물 응력-부식 균열 응력 하에서 더 일찍 파손됩니다. 니켈 함량과 사용 온도가 소재 선택을 좌우하는 경우 600을 선택하세요.
9. 구매, 재고 크기, 허용 오차 및 비용 동인
9.1 일반적인 재고 크기 및 마감
원형 봉재는 밝은 인발, 박리, 선삭 및 열간 압연 마감으로 판매됩니다. 일반적인 직경은 작은 봉재 크기(수 밀리미터)에서 큰 봉재 직경(수백 밀리미터)까지 다양하며, 가공 부품의 일반적인 상용 범위는 공급업체의 역량에 따라 3mm에서 300mm 사이입니다. 표준 공차는 마감에 따라 AMS/ASTM 표를 따릅니다.
표 4: 일반적인 재고 형태 및 허용 오차(예시)
| 양식 | 일반적인 직경 범위 | 일반적인 표면 마감 | 허용 오차 등급 |
|---|---|---|---|
| 밝은 그림 | 3mm - 100mm | 매끄러운 | +/- 0.1-0.5mm |
| 접지 전환 | 6mm - 200mm | 정밀도 | H9/H10 등가물 |
| 열간 압연 | 25mm - 800mm | 거친 | 더 넓은 허용 오차 범위 |
견적 단계에서 공급업체와 실제 크기와 공차를 확인합니다.
9.2 비용 동인
-
합금 구성 및 스크랩 니켈 가격
-
처리 경로(콜드 드로잉 또는 지상 처리 비용이 더 많이 듭니다)
-
인증 수준 및 검사 요건(열 추적성, PMI, NDT)
-
수량 및 리드 타임
더 나은 가격을 원하는 구매자는 종종 더 큰 규모의 최소 주문을 약속하거나 전체 검사 패키지 대신 표준 공장 인증서를 수락합니다.
10. 품질 관리, 테스트 및 인증
압력 장비, 항공우주 및 원자력 부문의 경우 일반적인 품질 관리에는 다음이 포함됩니다:
-
전체 화학 분석이 포함된 밀 열/로트 인증서
-
기계적 테스트: 인장, 경도, 필요한 경우 충격 테스트
-
비파괴 검사: 내부 결함에 대한 초음파 검사, 화학적 검증을 위한 PMI
-
치수 검사 및 표면 상태 확인
-
완성된 바를 용융 열 및 공정 기록과 연결하는 추적성 문서
일반적으로 참조되는 사양 준수: AMS 5665(바), ASTM/ASME B166(바), 압력 부품에 대한 산업 코드. 중요한 조달에는 공급업체 감사 및 승인된 공급업체 목록을 사용하세요.
11. 취급, 보관, 표면 마감 및 패시베이션
-
표면 오염과 얼룩을 방지하기 위해 건조하고 보호된 곳에 보관하세요.
-
고순도 어셈블리의 경우, 공장에 세척 또는 절임 마감을 요청하고 취급 시 청결을 유지하세요.
-
일반적으로 스테인리스강에 사용되는 것과 같은 방식으로 니켈 베이스 합금에 패시베이션이 필요하지 않지만, 고온 작업 후 산세 및 세척을 통해 산화물이나 스케일을 제거할 수 있습니다. 손상을 방지하기 위해 화학 처리를 할 때는 공급업체의 지침을 따르세요.
12. 실용적인 설계 팁 및 고장 모드
-
강철 또는 이종 합금에 접합할 때 열팽창 및 차압 팽창을 고려하고, 긴 샤프트에는 유연한 지지대가 필요할 수 있습니다.
-
피로가 중요한 경우, 가공으로 인한 표면 결함을 최소화하고 샷 피닝 또는 표면 연마를 지정하여 피로도 수명을 늘립니다.
-
특정 용광로 대기에서 침탄 또는 황화 현상이 발생하는지 주의하세요. 니켈 함량이 높으면 도움이 되지만 절대적인 내성을 제공하지는 않습니다.
-
인장 응력이 있는 염화물이 풍부한 습한 환경의 경우, 최종 선택 전에 대표적인 물 화학 물질을 사용한 실험실 테스트를 통해 SCC 저항성을 확인합니다.
13. 자주 묻는 질문(FAQ)
Q1: 인코넬 600 라운드 바의 공칭 구성은 무엇입니까?
A1: 공칭 성분: 니켈 ~72% 분, 크롬 14-17%, 철 6-10%, 소량의 Mn, Si, Cu 및 최대 0.15%의 탄소가 중량으로 함유되어 있습니다. 조달을 위해 공장 인증서로 확인하세요.
Q2: 인코넬 600 바 스톡에는 어떤 표준이 적용됩니까?
A2: 일반적인 참고 자료로는 봉재 및 와이어에 대한 AMS 5665, 봉재에 대한 ASTM/ASME B166 및 BS/DIN 등가물과 같은 국가 표준이 있습니다. 공급업체 데이터시트에서 전체 규정 준수 여부를 확인할 수 있습니다.
Q3: 인코넬 600은 경화되나요?
A3: 아니요, 냉간 가공으로만 강도가 증가하며 열처리(어닐링)를 하면 연성이 회복되고 강도가 감소합니다. 이 속성은 열처리 일정을 간소화합니다.
Q4: 인코넬 600을 스테인리스 스틸에 용접할 수 있습니까?
A4: 예, 적절한 필러 금속과 절차를 준수하면 가능합니다. 이종 합금을 용접할 때는 희석, 열 응력 및 잠재적인 갈바닉 효과에 주의해야 합니다. 중요한 접합부에는 절차 자격증을 취득하는 것이 좋습니다.
Q5: 어떤 작동 온도 범위가 안전한가요?
A5: 극저온과 약 1093°C(2000°F) 사이에서 내산화성을 위해 유용합니다. 장기간 스트레스를 많이 받는 서비스에는 크리프 데이터에 따라 더 낮은 보수적 온도를 사용합니다.
Q6: Alloy 600은 Alloy 625와 어떻게 다른가요?
A6: 합금 625는 여러 부식성 매체에서 높은 강도와 우수한 내식성을 제공합니다. 니켈 함량과 고온에서의 중간 정도의 내식성이 요구 사항과 예산에 맞는 경우 합금 600을 선택하십시오.
Q7: 라운드 바에 일반적인 장애 모드가 있나요?
A7: 피로 균열은 표면 손상, 스트레스를 받는 긴 체류 시간 동안의 고온 크리프, 고황 또는 용융 염분 환경에서 국부적으로 발생하는 부식으로 인해 발생합니다. 예방 조치에는 표면 마감 처리와 필요한 경우 더 높은 합금 선택이 포함됩니다.
Q8: 어떤 마감재와 공차를 주문할 수 있나요?
A8: 브라이트 드로우, 턴 그라운드, 박피 및 열간 압연 마감재를 널리 사용할 수 있습니다. 정밀 드로우 및 그라운드 바는 AMS 또는 공급업체 테이블에 따라 더 엄격한 허용 오차를 충족합니다. 견적서에서 확인하세요.
Q9: 니켈 가격이 주요 원가 요인인가요?
A9: 네. 니켈 시장 가격, 생산 경로, 인증 요구사항이 최종 바 원가에 가장 큰 영향을 미칩니다. 대량 구매는 단위당 가격을 낮춥니다.
Q10: 중요 부품을 구매할 때 어떤 테스트를 요청해야 하나요?
A10: 전체 밀 화학 분석, 인장 시험, 경도, PMI 또는 스펙트로 분석, 대형 바에 대한 초음파 시험, 열수 추적성을 인증된 문서와 함께 요청하세요. 애플리케이션 코드에서 요구하는 경우 금속 조직학 및 크리프 테스트가 추가 테스트에 포함될 수 있습니다.
14. 최종 선택 체크리스트(퀵)
-
서비스 온도와 환경을 확인합니다.
-
필요한 기계적 부하와 피로 주기를 확인합니다.
-
공장 인증서 및 추적성을 확보하세요.
-
표면 마감 및 가공 허용오차를 지정합니다.
-
검사 수준과 NDT 요구 사항을 결정합니다.
-
총 수명 비용을 대체 합금과 비교하세요.
15. 마무리 발언
인코넬 600 원형 봉강은 적당한 고온 강도와 안정적인 내산화성이 우선적인 요소인 경우 널리 사용되는 입증된 선택입니다. 적절한 선택은 환경 노출, 기계적 수요, 조달 제약 조건의 균형을 맞추는 것입니다. 공급업체는 설계자를 위해 상세한 밀 데이터를 게시하고, 항상 최종 소재 승인에 공급업체 인증을 통합합니다.
