인코넬이란? 인코넬합금의 특징과 장단점, 용도

인코넬은 초내열 합금입니다. 초내열 합금이란 700℃ 이상의 고온에서 사용되는 합금을 의미하는데요. 따라서 인코넬은 내열성과 내식성이 매우 뛰어난 금속입니다. 오늘은 인코넬 합금의 특징을 비롯해 장점과 단점, 그리고 사용 용도에 대해 소개해드립니다.

 

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인코넬이란?

 

인코넬(Inconel)은 니켈을 주체로 하여 철이나 크롬 등의 성분을 배합한 초내열 합금으로 내식성과 내열성이 뛰어나기 때문에 원자력 발전소나 화력 발전소, 항공 우주산업 등에 주로 사용되는 합금을 의미합니다.

 

 

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인코넬의 장점

1. 뛰어난 내열성

인코넬은 약 1,000도까지 뛰어난 내식성을 유지할 수 있습니다. 일반적인 금속은 고온에 장시간 노출되면 녹거나 변형이 발생되고, 산화(부식)되기 시작합니다. 그러나 인코넬은 650~900도 이상의 온도에서 50시간 이상 방치되어 있어도 열화 하거나 부식되는 등의 변화가 거의 없습니다.

 

2. 뛰어난 내식성

고온에 노출되면 크롬 탄화물이 석출되어 크롬 농도가 저하되고 부식되기 쉬워지는 현상을 '예민화'라고 부르는데, 인코넬에서는 예민화가 비교적 일어나기 어렵습니다. 또한 인코넬은 해수(바닷물), 담수, 산성, 알칼리성, 수소나 일산화탄소 등 일반 금속에서는 부식되기 쉬워지는 조건에서도 내식성이 유지됩니다.

 

3. 변함없는 기계적 성질

인코넬은 600℃ 정도까지는 신장율, 인장강도, 항복점 등 각종 기계적 성질이 거의 변화가 없습니다. 따라서 안전성을 요구하는 곳에 많이 사용되고 있습니다.

 

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인코넬의 단점

 

이렇게 뛰어난 인코넬에 있어서도 단점이 있는데요. 인코넬 가격이 비싸다는 점은 차치하더라도, 금속 가공이 어려운 대표적인 난삭재 중 하나라는 점입니다. 내열성, 내식성이 뛰어나기 때문에 외부의 영향을 잘 받지 않아 가공성이 좋지 않으며, 특히 절삭 가공이 매우 어려운 소재입니다.

 

1. 인코넬의 절삭가공

내열성이 뛰어난 인코넬은 열전도율이 좋지않아 절삭가공을 할 때 저항이 큽니다. 따라서 가공기계나 공구가 열화, 마모, 파손되는 경향이 있습니다.

 

2. 인코넬의 가공경화

인코넬은 가공경화가 일어나기 쉬운 금속입니다. 가공경화란 가공 시 변형으로 인해 내부응력이 급속히 증가하여 강도나 경도가 향상되는 현상을 말하는데요. 가공경화로 제품 강도를 높일 수 있다는 장점이 있긴 하지만, 가공할 때마다 가공성도 나빠집니다.

 

3. 인코낼의 용접가공

인코넬은 전기 저항률이 크기 때문에 스테인리스보다 저항 용접을 하기는 쉬운편이긴 하나 난이도가 낮은 편은 아닙니다. 아크 용접은 가능하지만 석출 경화형 등 소재에 따라 용접 후 열처리가 필요하며, 전자빔 용접은 열영향부가 작기 때문에 용접 후 열처리가 비교적 쉬워집니다.

 

 

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인코넬의 용도

 

서두에서 말한대로 인코넬은 초내열 합금으로 잘 알려진 소재 중 하나입니다. 그런데 고온뿐만 아니라 저온에서도 내식성과 내구성 등이 뛰어납니다. 따라서 산업 전반에 두루 사용되고 있는데요.

 

인코넬의 높은 내열 특성을 살려 원자력 발전소나 화력 발전소를 비롯해 산업 플랜트, 폐기물 소각로, 항공기 엔진 등 다양한 용도로 이용되고 있습니다. 또한 저온 환경의 항공 우주산업에서도 사용되며, 제트기관의 부품, 원자로의 연료용 스프링, 전열기 부품, 고온도계용 보호관, 진공관의 필라멘트 등에 사용되고 있습니다.

 

 

다음 포스팅은 인코넬의 종류에 대해 소개해드릴 예정이니 아래 링크를 확인해 보세요!

 

 

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