고온에서 산화에 견디고, 매우 낮은 온도에서 뛰어난 인성을 제공하며, 예측 가능한 결과로 용접해야 하는 고강도 튜브의 경우 21-6-9 스테인리스 스틸 튜브(UNS S21900, 간혹 Nitronic 40 또는 유사한 상품명으로 판매되는)가 가장 적합한 후보입니다. 올바른 성형 및 용접 관행에 따라 취급할 경우 높은 기계적 강도와 우수한 내식성 및 신뢰할 수 있는 제작 특성을 결합합니다. 항공우주 유압 라인, 극저온 시스템, 공정 플랜트 기기 배관 및 까다로운 산업용 배관과 같이 중량 대비 강도, 열 안정성 및 긴 사용 수명이 주요 설계 동인인 경우 이 합금을 사용하십시오.

1. 21-6-9 스테인리스 스틸이란 무엇인가요?

21-6-9는 오스테나이트계 스테인리스 합금으로, 크롬 약 21%, 니켈 6%, 망간 9%와 강화를 위한 질소 함유량 조절로 이름 붙여진 합금입니다. 일반적으로 UNS 번호로 공급됩니다. S21900 니트로닉 40 및 다음과 같은 여러 항공우주 재료 사양과 역사적 또는 거래 관계가 있습니다. AMS 5561/5562. 질소 함량 제어가 핵심입니다. 오스테나이트 구조와 극저온 인성을 보존하면서 수율과 인장 강도를 높입니다.

2. 21-6-9가 주류 오스테나이트와 다른 성능을 발휘하는 이유

두 가지 특징이 21-6-9를 "일반" 스테인리스 등급과 차별화합니다:

• 망간 함량이 높아지면 높은 니켈에만 의존하지 않고 오스테나이트 결정 구조를 지원합니다. 이를 통해 비용을 절감하고 특정 기계적 동작을 개선합니다.

• 질소는 강화제이자 안정제 역할을 합니다. 오스테나이트 격자의 질소 원자는 항복 강도를 높이고 변형 노화를 지연시키는 동시에 매우 낮은 온도에서도 연성과 내충격성을 유지합니다. 이러한 특성은 가벼운 무게와 함께 인성과 강도가 모두 요구되는 분야에서 매력적인 합금입니다.

3. 일반적인 화학 성분(공칭)

참고: 정확한 범위는 생산자 및 사양에 따라 다를 수 있습니다. 항상 구매하는 배치에 대한 공장 인증서를 요청하세요.

4. 기계적 특성 - 튜빙에 대한 예상되는 사항

제조업체는 일반적으로 어닐링 및 냉간 가공 조건에 대한 값을 게시합니다. 다음 표는 일반적인 최소값과 추세를 보여 주므로 설계 시 인증된 밀 데이터를 사용합니다.

실용적인 참고 사항: 합금의 높은 가공 경화 속도는 드로잉 및 냉간 마감 후 높은 강도를 제공합니다. 이러한 특성은 최종 성형 단계에 따라 유리할 수도 있고 어려울 수도 있습니다.

5. 부식 및 산화 거동

21-6-9는 대기 중 부식에 대한 강력한 내식성과 고온에서 일반 오스테나이트 등급에 비해 우수한 산화 저항성을 제공합니다. 이러한 조합은 높은 크롬과 합금의 안정화된 오스테나이트 매트릭스에서 비롯됩니다. 낮은 탄소 함량은 용접 후 감작 및 입계 공격을 방지하는 데 도움이 됩니다. 많은 공정 환경과 깨끗한 공기 노출에서 이 합금은 더 비싼 니켈이 풍부한 스테인리스강과 잘 경쟁합니다.

6. 열 범위 및 극저온 성능

뛰어난 특성 중 하나는 매우 낮은 온도에서 뛰어난 인성입니다. 보고서와 데이터시트에 따르면 일반적인 사용 최저 온도보다 훨씬 낮은 온도에서도 충격 강도가 유지되므로 액화 가스 서비스 및 우주 관련 하드웨어에 사용되는 극저온 배관 및 부품에 적합한 합금입니다. 고온에서는 많은 고온 용도에서 단순 오스테나이트보다 산화 및 스케일링에 더 잘 견딥니다.

7. 튜브 제조 경로 및 마감

생산 방법

• 이음매 없는 냉간 압연 튜브: 엄격한 공차, 우수한 표면 무결성 및 향상된 기계적 특성이 필요할 때 선호됩니다.

• 용접 및 냉간 팽창 튜브: 원활한 공급이 제한될 수 있는 큰 직경에 사용됩니다.

• 어닐링, 용액 처리 및 절임 마감: 최고의 부식 성능과 균일한 미세 구조를 제공합니다.

일반적으로 제공되는 표면 마감

• BA(밝은 어닐링)

• 2B 밀 마감

• 기계적 연마(미러 등급까지)

• 전기 연마 및 패시베이션을 통한 내식성 강화

표면 선택은 튜브 내부의 부식 성능과 마찰 거동에 모두 영향을 미칩니다. 유압 및 계기 라인의 경우 밝은 어닐링 또는 전기 연마된 내부는 오염을 방지하고 층류를 촉진하는 데 도움이 됩니다.

8. 성형, 절곡 및 냉간 가공 안내

21-6-9는 성형이 가능하지만 항복 강도가 높기 때문에 304/316에 사용되는 것보다 성형력이 높아야 합니다. 모범 사례:

• 큰 변형 후 예열 또는 중간 어닐링은 균열을 방지하고 작업물 경화를 완화합니다.

• 튜브의 작은 반경 굴곡에는 맨드릴 벤딩을 사용하여 주름이나 붕괴를 방지합니다.

• 드로잉 또는 냉간 환원 시 윤활 및 다이 설정을 제어하여 스코어링을 제한하고 일관된 벽 두께를 달성합니다.

합금은 빠르게 경화되므로 완성된 부품에 높은 인성이 필요한 경우 추가적인 냉간 변형을 최소화하는 최종 성형으로 마무리하는 성형 시퀀스를 설계합니다.

9. 용접, 납땜 및 접합

21-6-9는 일반적인 융착 공정으로 잘 용접됩니다. 안정적인 접합을 위한 핵심 포인트:

• 용접의 강도와 내식성이 모합금과 일치해야 하는 경우 일치하는 필러 금속을 사용하세요. 많은 용도에서 309 또는 특별히 일치하는 니켈-철 필러가 선택되며, 필러 공급업체 및 용접 절차 사양을 참조하세요.

• 탄소 함량이 낮으면 용융 용접 후 입계 부식의 위험이 줄어들지만 용접 후 열처리가 거의 필요하지 않으며 질소 강화의 이점이 감소할 수 있습니다.

• 브레이징할 때는 내식성을 저해할 수 있는 플럭스 잔류물을 피하기 위해 플럭스를 제어하고 브레이징 후 세척합니다.

용접 매개변수는 WPS(용접 절차 사양) 시험을 통해 설정하고 필요한 경우 항공우주 또는 압력 부품에 대한 해당 표준에 따라 자격을 갖추어야 합니다.

10. 가공 및 제작 참고 사항

가공은 작업 경화 및 합금의 인성으로 인해 저강도 스테인리스강 가공보다 더 까다로울 수 있습니다. 팁:

• 견고한 고정 장치, 포지티브 피드 및 낮은 커터 속도로 작업물 경화를 줄입니다.

• 고유량 절삭유와 날카로운 툴링으로 공구 수명이 향상됩니다.

• 깊은 구멍을 뚫거나 공차가 좁은 경우, 가능하면 응력 완화 또는 어닐링 후 마무리 패스를 고려하세요.

11. 일반적인 튜브 크기, 벽면 스케줄 및 공차

아래는 대표적인 선택입니다. 실제 재고 목록은 공장 및 유통업체에 따라 다릅니다.

공차와 마감은 매우 다양하므로 중요한 시스템에 대한 사양을 지정하고 인증된 기계적 및 화학적 테스트 보고서를 요청해야 합니다. 일반적인 항공우주 튜브 공차는 매우 엄격하며 이음매 없는 제품이 필요한 경우가 많습니다.

12. 중요 배관에 대한 검사 및 테스트 프로토콜

신뢰성과 추적성을 보장하려면 요구 사항이 있습니다:

• 밀 화학 분석 인증서(열 번호로 추적 가능)

• 인장 및 항복률 테스트 보고서

• 극저온 애플리케이션을 위한 경도 및 충격 테스트

• 필요한 경우 비파괴 검사: 와전류, 수압 테스트, 밀폐 시스템에 대한 헬륨 누출 테스트

• 치수 및 표면 마감 검사

항공우주 또는 안전이 중요한 애플리케이션의 경우 관련 AMS 또는 ASTM 사양 준수를 요청하고 문서화된 승인 기준에 따라 입고 검사를 수행하세요.

13. 일반적인 애플리케이션 및 애플리케이션별 설계 참고 사항

항공우주 유압 및 연료 라인

• 작은 직경의 고강도 유압 라인에는 이음매 없는 냉간 압연 21-6-9 튜브를 사용합니다.

• 장점: 엔진 주변 온도에서 뛰어난 강도와 내산화성. 필요한 경우 AMS 5561/5562를 지정합니다.

극저온 배관 및 우주 하드웨어

• 저온 인성은 액화 가스나 우주 환경에서도 부품이 안정적으로 작동할 수 있음을 의미합니다. 불순물을 제어하고 제조 과정에서 취화 단계를 방지합니다.

산업 및 프로세스 계측

• 얇은 벽의 기기 튜브는 무거운 벽 없이도 압력을 처리할 수 있는 높은 강도의 이점을 제공합니다.

오염 제어 및 화학 처리

• 내산화성과 공기 내식성이 우수하여 일부 고온 또는 산화 공정 덕트 및 튜브에 적합한 합금입니다.

구조 및 특수 구성 요소

• 무게 대비 강도와 내식성이 필요한 경우 21-6-9는 일부 설계에서 더 비싼 니켈 합금을 대체할 수 있습니다.

14. 비교 스냅샷: 21-6-9와 304 및 316 스테인리스 비교

엔지니어는 환경, 필요한 항복 강도 및 비용 목표에 따라 선택해야 합니다. 무게와 인성이 중요한 고강도 튜브의 경우 21-6-9가 304 또는 316보다 우수한 경우가 많습니다.

15. 조달 및 공장 가격 고려 사항

제품 페이지에 '100% 공장도 가격'을 광고하면 명확성이 구매자와 검색 엔진을 설득할 수 있습니다:

• 명확한 MOQ(최소 주문 수량), 리드 타임 및 가격 책정 방식이 EXW/FOB/CIF인지 여부를 제공하세요.

• 다운로드 가능한 인증서와 각 SKU에 대한 명시적인 제품 사양서를 제공합니다.

• 튜브의 실제 스톡 사진을 보여주고 요청 시 샘플 인증서를 제공합니다.

• 대량 구매자의 경우 공장 가격은 추적 가능한 공장 테스트 인증서 및 생산 사진과 함께 제공될 때 가장 설득력이 있습니다.

협상을 위한 팁: 공장과 유통업체는 종종 열 로트, 표면 마감 및 2차 작업을 기준으로 가격을 책정합니다. 표준 직경의 이음매 없는 길이를 대량으로 구매하는 것이 가장 좋은 단가를 가져옵니다. 시장 데이터에 따르면 유통업체에서 소량으로 구매할 경우 단위당 비용이 더 높습니다.

16. 환경, 취급 및 보관 지침

내식성과 표면 외관을 보존합니다:

• 바닥에서 떨어진 건조하고 통풍이 잘 되는 곳에 보관하세요.

• 갈바닉 염색을 일으킬 수 있는 이종 금속 위에 직접 쌓지 마세요.

• 절단 끝을 오염과 유막으로부터 보호하고, 중요한 시스템의 경우 조립 전에 적절한 용제로 세척하고 패시베이션 처리합니다.

• 인증된 금속 재활용 업체를 통해 스크랩 합금을 재활용하여 재료 가치를 확보하고 폐기물 규정을 준수하세요.

17. 엔지니어를 위한 두 가지 기술 표

표 A: 일반적인 기계적 특성 값(밀 인증서 예시)

표 B. 공통 표준 및 등가물

항공우주 및 극저온 작업에는 종종 AMS 수준의 문서가 필요한 경우가 많으므로 규제 대상 애플리케이션에 대한 구체적인 사양 번호를 요청하세요.

18. 튜빙을 지정하는 엔지니어를 위한 설계 참고 사항

• 벽 두께 선택: 무게를 최소화하면서 파열 및 피로 수명을 충족하도록 설계되었습니다. 21-6-9의 강도가 높기 때문에 304에 비해 더 얇은 벽을 만들 수 있습니다.

• 굽힘 허용치: 반경이 튜브 OD의 3배 미만인 경우 맨드릴 벤딩을 사용합니다. 내부 표면 마감이 중요한 경우 굽힘 반경을 늘립니다.

• 가입하기: 영구 어셈블리에는 일치하는 필러 금속과 자격을 갖춘 WPS가 있는 용접 조인트를 선호합니다. 탈착식 연결의 경우 21-6-9와 호환되는 피팅을 선택하고 피팅 제조업체에 호환성을 요청하세요.

• 테스트: 압력 시스템의 경우, 규정에서 달리 명시하지 않는 한 설계 압력의 1.5배에서 정수압 테스트 부품을 사용합니다.

• 추적 가능성: 검사 기록에 열 번호를 포함하고 항공우주 또는 안전 시스템용 어셈블리에 대한 엔드투엔드 인증서를 일치시킵니다.

19. 자주 묻는 질문

1. 스테인리스 스틸에서 21-6-9는 무엇을 의미하나요?
   공칭 조성을 나타냅니다: 약 21% 크롬, 6% 니켈, 9% 망간, 강화에 사용되는 질소. 이 합금은 일반적으로 UNS S21900으로 식별됩니다.

2. 21-6-9는 니트로닉 40과 동일한가요?
   많은 상품명이 겹치는 경우가 많습니다. 니트로닉 40과 21-6-9는 유사한 질소 강화 고망간 오스테나이트 화학 물질을 참조하지만 정확한 구성과 사양은 공급업체에 문의하세요.

3. 극저온 서비스에 21-6-9 튜브를 사용할 수 있나요?
   예. 이 합금은 매우 낮은 온도에서도 우수한 인성을 유지하며, 적절하게 제작 및 인증된 경우 극저온 배관에 적합합니다.

4. 21-6-9는 튜빙의 경우 304 또는 316과 어떻게 다른가요?
   21-6-9는 일반적으로 304 또는 316보다 항복 강도가 높고 고온 산화 저항성이 우수합니다. 염화물 환경에서의 내식성은 316보다 낮을 수 있으므로 환경에 따라 선택하세요.

5. 21-6-9 튜브에는 어떤 제조 옵션이 있나요?
   이음매 없는 냉간 인발 튜브, 용접 및 인발 튜브, 다양한 어닐링 또는 피클 마감. 허용 오차가 엄격한 항공우주 라인의 경우 심리스 냉간 압연이 일반적입니다.

6. 21-6-9는 쉽게 용접되나요?
   예, 일반적으로 표준 GTAW 및 GMAW 공정으로 용접할 수 있습니다. 적격 필러 금속을 사용하고 중요 시스템에 대한 용접 절차 사양을 따르세요.

7. 용접 후 열처리가 필요한가요?
   대부분의 경우 튜빙의 경우 PWHT는 필요하지 않으며 질소 강화 경도를 감소시킬 수 있습니다. 해당 애플리케이션에 적용되는 표준을 따르세요. 압력 용기의 경우 코드 요구 사항을 참조하세요.

8. 그려진 심리스 튜브에 어떤 공차를 기대할 수 있나요?
   엄격한 치수 공차를 달성할 수 있으므로 공급업체의 공차 표를 요청하세요. 항공우주 등급의 인발 튜브는 종종 가장 엄격한 공차를 갖습니다.

9. 21-6-9 튜브를 어떻게 보관해야 하나요?
   건조하고 통풍이 잘 되는 곳에 보관하세요. 얼룩을 촉진할 수 있는 탄소강이나 염분이 많은 환경과의 접촉을 피하세요. 추적을 위해 열 번호를 표시하세요.

10. 구매자가 니켈 합금 대신 21-6-9를 선택하는 이유는 무엇인가요?
    표준 스테인리스강에 비해 강도가 높고 내산화성이 향상되는 동시에 니켈이 많이 함유된 합금보다 비용이 저렴하다는 매력적인 절충안을 제공합니다. 많은 애플리케이션에서 수명 주기 비용은 21-6-9를 선호합니다.

20. MWalloys 제품 페이지의 포장 콘텐츠

• 영웅고해상도 이미지, "UNS S21900 - 21-6-9 스테인리스 스틸 튜브, 심리스 및 용접, 공장 직접 가격"

• 빠른 사양컴포지션 스냅샷, 공통 OD/벽 옵션, 표준 길이

• 다운로드: PDF 데이터시트 및 샘플 밀 인증서

• 품질 배지: AMS/UN 규정 준수, ISO 공장 사진, 타사 실험실 테스트

• 기술 탭구성 표, 기계적 특성 표, 마감 옵션

• 주문 위젯사이즈, 마감, 길이, 수량 선택 및 견적 요청하기

• 관련 콘텐츠벤딩 실습, 용접 가이드라인 및 극저온 설치에 대한 블로그 게시물

21. MWalloys 마케팅을 위한 마무리 기술 해설 및 실행 항목

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• 위의 자세한 기술 문서를 구조화된 데이터 및 다운로드 가능한 인증서와 함께 전용 제품 페이지에 게시하세요.

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• 도면, 마감 및 치수 검사를 보여주는 짧은 기술 동영상을 제공합니다. 비디오와 데이터시트는 신뢰도와 체류 시간을 높여줍니다.

• 재고 현황과 최근 품질 감사 결과를 정기적으로 업데이트하여 신선도 신호를 생성합니다.

22. 출처 및 유용한 공급업체/사양 페이지

이 문서를 작성하는 데 사용된 일부 기술 참조 및 공급업체 데이터시트에는 공급업체 자료 페이지와 항공우주 튜브 데이터시트가 포함되어 있습니다. 사양 준수 또는 최종 설계 요청에 대해서는 공장 인증서와 해당 AMS 또는 ASTM 표준을 직접 참조하시기 바랍니다. 대표 참조 자료 21-6-9 튜브용 TW Metals 제품 페이지, Finetubes UNS S21900 노트, Alleima 소재 데이터시트, 21-6-9 등급에 대한 AZoM 기술 문서, Superior Tube 합금 데이터시트 및 Smiths Advanced 튜빙 시트.