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Precipitation Hardening

석출경화계

  • 석출경화계(Precipitation Hardening, PH)는 금속 조직 내부에 미세한 금속 간 화합물이나
    입자를 균일하게 석출시켜 재료의 강도와 경도를 크게 높이는 열처리 기법 또는 해당 방식을
    적용한 합금 계열을 의미합니다.
  • 주로 스테인리스강, 알루미늄 합금, 동 합금, 니켈 기반 수퍼알로이 등에서 활용됩니다.
  • 석출경화 메커니즘 (3단계 열처리)
    • 석출경화 메커니즘 (3단계 열처리)
      석출경화 메커니즘 (3단계 열처리)
      단계 명칭 내용
      1 고용화 열처리
      (Solution Heat Treatment)      		 고온으로 가열하여 합금 원소를 기질(Matrix) 조직 내에 완전히 고용시킨 후 급랭(Quenching)합니다.
      2 과포화 고용체 형성 급랭을 통해 상온에서 원소가 과포화된 과포화 고용체 상태를 유지합니다.
      3 시효 처리
      (Aging Treatment)      		 적절한 중·고온(약 400~600℃)으로 다시 가열하여 과포화된 원소(Cu, Al, Ti, Nb 등)가 미세한 금속 간 화합물 형태(석출물)로 나오게 합니다. 이 석출물이 전위(Dislocation)의 이동을 막아 강도와 경도가 극대화됩니다.
  • PH 스테인리스강 종류
    • 주요 석출경화계 스테인리스강 (PH Stainless Steel)

      오스테나이트계의 우수한 내식성과 마르텐사이트계의 높은 고강도 특성을 동시에 확보한 대표적 특수강입니다.

      주요 석출경화계 스테인리스강 (PH Stainless Steel)
      구분 대표 규격 (UNS / JIS) 주요 특징 대표 용도
      마르텐사이트계 PH 17-4 PH (UNS S17400 / SUS630) 가장 폭넓게 쓰임. 고강도, 우수한 내식성 및 고온 강도 항공우주, 밸브 림, 샤프트, 고압 배관
      마르텐사이트계 PH 15-5 PH (UNS S15500) 17-4 PH보다 페라이트 제어로 인성과 두께 방향 특성 개선 항공우주 구조재, 단조 부품
      반-오스테나이트계 PH 17-7 PH (UNS S17700 / SUS631) 상온에서 가공성이 뛰어나며, 성형 후 열처리로 초고강도 확보 정밀 스프링, 다이어프램, 항공기 스킨
      오스테나이트계 PH A-286 (UNS S66000 / SUS660) 고온(약 650~700℃)에서도 뛰어난 크리프 강도 및 내식성 유지 가스터빈 볼트/스터드, 제트 엔진 부품
  • 특징 요약 및 출처
    • 특징 요약 및 출처
      주요 특징 요약
      구분 내용
      고강도 및 고경도 열처리를 통해 열처리 전 대비 인장강도와 경도를 대폭 향상시킵니다.
      뛰어난 치수 정밀도 풀림 상태에서 1차 가공 후, 비교적 낮은 온도에서 시효 처리를 진행하므로 열처리 변형(치수 변화)이 매우 적습니다.
      우수한 내식성 일반 마르텐사이트계 스테인리스강보다 우수하며, STS304 수준에 준하는 높은 내식성을 제공합니다.
      Sources

      1. 석출 경화계 스테인리스 강 (Precipitation Hardening Stainless Steels)
      2. 스테인리스스틸 분류
      3. 오스테나이트계 스테인리스강(Austenitic Stainless Steel), 스테인리스
      4. 스테인리스강의 다양한 종류와 등급 및 그 용도