1) Nickel Alloy 이란?

니켈 자원이 풍부한 캐나다와 캐나다를 속령으로 했던 영국에서 개발된 것이 많다. 그 주류는 캐나다산의 전로피를 배소하여 목탄으로 환원시킴으로써 자연히 생긴 니켈-구리 합금계와 내열성을 목적으로 하여 맨 처음에 전열선의 니크롬으로부터 출발해서 개량된 니켈-크로뮴 합금계가 있으며, 이 밖에 새로운 석출경화형 합금인 니켈-베릴륨 합금계가 있다.

니켈-구리 합금계는 이 자연합금을 처음 얻은 캐나다 회사의 그 당시의 사장 이름을 따서 모넬금속(Monel metal)이라고 하였는데, 표준화학조성은 니켈 67%, 구리 30%, 철 1.4%, 망가니즈 1%로서, 기계적 성질이 좋고 내식성도 뛰어나, 콘덴서 튜브, 열교환기관, 펌프부품 등에 이용된다. 또 여기에 필요에 따라 다른 원소를 첨가해서 본래의 고온강도와 내식성을 더욱 개량한 K모넬·S모넬·H모넬 등도 있다.

니켈-크로뮴 합금계로는 크로뮴을 20% 가한 크로멜A는 열전기쌍에, 또 여기에 철을 소량 가한 니크롬은 전열저항선에 사용되고 있다. 또 이 20% 크로뮴합금에 타이타늄·알루미늄을 가해서 석출경화형으로 하여, 내열합금으로서 제트 기관의 가동날개깃 재료로 쓰는 것이 니모닉계(系) 합금인데, 크리프(creep) 파열강도가 점차 개량된 여러 가지 것이 제조되고 있다.

니켈-베릴륨 합금계는 니켈·베릴륨의 화합물을 석출하여 현저하게 경화되므로 그대로, 또는 니켈의 일부를 구리로 희석하여, 강력한 스프링 재료 등에 사용된다. 베릴륨은 중량으로 2% 정도면 된다.

2) Nickel Alloy 용도

전기통신기 재료로서도 널리 쓰이는데, 판(板) 및 선의 형태로 진공관 재료로 쓰이고 합금으로서 자성재료 및 전열재료로 사용.

3) Nickel Alloy의 특성

1) INCONEL 이란?

니켈을 주체로 하여 15%의 크롬, 6∼7%의 철, 2.5%의 티탄, 1% 이하의 알루미늄·망간·규소를 첨가한 내열합금이다. 내열성이 좋고, 900℃ 이상의 산화기류(酸化氣流) 속에서도 산화하지 않고, 황을 함유한 대기에도 침지되지 않는다. 신장(伸長)·인장강도·항복점(降伏點) 등 여러 성질도 600℃ 정도까지 대부분 변화하지 않는 등 기계적 성질에 우수하며, 유기물·염류용액에 대해서도 부식하지 않는다.앞에서 말한 조성에 1%의 니오브를 첨가한 인코넬 X라고 하는 것이 대표적이다.

2) INCONEL 용도

고온 내열 설비에 우수한 강재특성을 지니고 있어 주 사용용도를 보면 열처리로, 초고온 전기로, 세라믹 소성로, 연구소 시험로, 진공로, 공업로, 보일러 등 내열을 요구하는 설비와 제트기관의 재료, 원자로의 연료용 스프링재, 전열기의 부분품, 고온도계용 보호관, 진공관의 필라멘트 등에 쓰여진다.

INCONEL® 600, INCONEL® 601
INCONEL® 625, INCONEL® 718
INCONEL® x-750

3) INCONEL의 특성

1) MONEL 이란?

캐나다 서드베리 지구에서 생산되는 자황철광석을 전로(轉爐)로 제련하는 과정에서 생성물을 배소(焙燒)하고, 목탄가루로 환원해서 얻은 구리와 니켈의 자연합금이다. 대표적인 합금은 모넬 400이며, 니켈 60∼70 %, 구리 26∼34 %, 그 외에 소량의 철, 망간, 규소 등을 포함한다. 니켈의 내식성을 개량한 것이고, 보통강보다 강인하며 내식성을 요하는 구조재료로서 용도가 다양하다. 모넬이라는 개량합금이 있으며, R모넬은 절삭성이 좋고, K모넬은 알루미늄과 티탄 첨가로 석출경화성(析出硬化性)을 갖는다.

2) MONEL 용도

해수관련 플랜트, 선박부품 및 볼트, 너트, 샤프트 등

MONEL® 400
MONEL® K-500

3) MONEL 특성

1) INCOLOY 이란?

니켈을 주체로 하여 15의 크롬, 6∼7의 철, 2.5의 티탄, 1 이하의 알루미늄·망간·규소를 첨가한 내열합금이다. 내열성이 좋고, 900℃ 이상의 산화기류(酸化氣流) 속에서도 산화하지 않고, 황을 함유한 대기에도 침지되지 않는다. 신장(伸長)·인장강도·항복점(降伏點) 등 여러 성질도 600℃ 정도까지 대부분 변화하지 않는 등 기계적 성질에 우수하며, 유기물·염류용액에 대해서도 부식하지 않는다.앞에서 말한 조성에 1%의 니오브를 첨가한 것이 대표적이다.

2) INCOLOY 용도

하스텔로이 C276 (Hastelloy C276, Alloy C276)은 일반화학 공업에 광범위하게 사용되고 있으며 특히 열교환기부품, 배관, 증발기 등 부식이 유발되는 기기에 많이 사용한다. 하이 Nickel Alloy로 대기 오염방지시설, 제지공장, 산업폐기물이나 쓰레기 소각시설, 석유화학, 항공기 등에도 사용된다.

INCOLOY® 800
INCOLOY® 825
INCOLOY® 800HT

3) INCOLOY 특성

1) HASTELLOY 이란?

내식성(耐蝕性)이 매우 우수한 니켈 기합금(基合金). 대표적인 합금에 하스텔로이 B가 있으며 몰리브덴 약 30 %, 철 약 5 %가 포함되어 있다. 비(非)산화성의 산(酸), 특히 염산에는 끓는점까지 모든 농도에서 견디며, 염화수소가스나 환원성 용액에도 견딘다. 질산이나 염소 등의 산화성 분위기에서 내식성을 개선한 것으로는 크롬을 첨가한 하스텔로이 C가 있다. 그 외에 황산이나 인산 ·플루오르이온에 내식성을 가진 하스텔로이의 이름을 붙인 몇 종류의 개량합금이 있다. 일반적으로 가공성과 용접성(熔接性)이 좋고 여러 모양으로 가공되어 있어 화학공업 등에도 사용된다. 또한 하스텔로이 X는 우수한 내산화성(耐酸化性)을 가진 내열합금이다.

2) HASTELLOY 용도

가공성과 용접성(熔接性)이 좋고 여러 모양으로 가공되어 있어 화학공업 등에 사용.

HASTELLOY® X
HASTELLOY® C-22
HASTELLOY® C-276

3) HASTELLOY 특성

1) KOVAR 이란?

KOVAR(코바)는 Ceramic과 Glass의 열팽창특성과 적합한 소재로서 다양한 반도체 부품 및 전자 제품의 Sealing 및 접합 소재로 적용되고 있다.

2) KOVAR 용도

전자부품소재로서는 순수니켈과 니켈, 철, 코발트, 합금이 주로 반도체 부품으로 사용.

3) KOVAR 특성

1) INVAR36 이란?

100℃ 이하에서는 1/100만 전후이다. 실온에서는 온도가 약간 바뀌어도, 거의 치수가 변하지 않는다. 온도에 대해 불변이라는 뜻에서 'in(不) var(變)'라는 이름이 붙여졌다. 인바36에 크롬을 첨가하면 탄성계수가 실온 근처에서 거의 불변이므로 탄성(彈性:elasticity)과 불변(invariable)이라고 해서 '엘린바(elinvar)'라고 하며, 시계의 태엽 등에 사용된다.

2) INVAR36 용도

정밀기계·광학기계의 부품, 시계의 부품과 같이 온도의 변화에 의해서 치수가 변하면 오차의 원인이 되는 기계에 사용.

3) INVAR36 특성

1) MAGNESIUM 이란?

주기율표 제2족에 속하는 알칼리토(土)금속. 1808년 영국의 화학자 H.데이비가 발견하였는데, 마그네시아알바를 금속칼륨으로 환원시켜 소량의 금속을 얻은 데서 마그네시아의 이름을 따서 명명되었다. 마그네시아라는 이름은 고대 소아시아의 왕국인 리디아의 도읍 마그네시아에서 유래.

2) 구성성분

은백색의 가벼운 금속으로 연성(延性)이 있어, 얇은 박(箔)이나 가는 철사로 만들 수 있다.

녹는점=650℃, 끓는점=1,100℃, 밀도(비중)=1.741 g/㎤, 굳기 2.6이다.

가공 및 융해는 융제(融劑)로 표면을 덮어 산화를 방지한 다음 행한다.

실온의 건조한 공기 속에서는 변하지 않는데, 그것은 산화마그네슘의 얇은 막이 산화의 진행을 방지하기 때문이다.

습한 공기 중에서는 광택이 서서히 흐려진다.

적열(赤熱) 상태에서는 일산화탄소, 이산화탄소, 아황산가스, 산화질소 등을 환원한다. 그리고 더 가열하면 빛을 내면서 연소하여 산화물이 된다.

염소와 격렬하게 화합하고, 또 그 밖의 할로겐, 황, 인, 비소나 금속원소 등과도 화합한다.

가열하면 질소와 반응하여 질소화합물을 만든다.

분말을 물 속에서 끓이면 수산화마그네슘과 수소를 발생한다. ( Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2 )

산에는 쉽게 녹으며, 이 경우에도 수소를 발생하여 염이 되지만, 알칼리에는 녹지 않는다.

화암모늄 수용액에는 녹는다.

3) 특성비교

4) 부품제조방법

SUS 강종 특성

1. Austenite

2. Ferrite계

3. Martensite

순티탄

내식성티탄

티탄합금