듀플렉스 스테인리스강(DSS)은 페라이트와 오스테나이트가 거의 같은 비율로 포함된 스테인리스강으로, 페라이트와 오스테나이트의 함량이 낮은 편이 일반적으로 최소 30%를 차지합니다. DSS는 일반적으로 크롬 함량이 18%에서 28% 사이이고 니켈 함량이 3%에서 10% 사이입니다. 일부 듀플렉스 스테인리스강에는 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 니오븀(Nb), 티타늄(Ti), 질소(N)와 같은 합금 원소도 포함됩니다.
이 강종은 오스테나이트계와 페라이트계 스테인리스강의 특성을 모두 갖추고 있습니다. DSS는 페라이트계 스테인리스강에 비해 가소성과 인성이 우수하고, 상온 취성이 낮으며, 향상된 내입계부식성과 용접성을 보입니다. 동시에 페라이트계 스테인리스강의 475°C 취성과 높은 열전도도를 유지하며 초소성을 나타냅니다. DSS는 오스테나이트계 스테인리스강에 비해 강도가 높고 내입계부식성 및 염화물 응력부식성이 훨씬 우수합니다. 또한, DSS는 우수한 내공식성을 가지고 있어 니켈 절감형 스테인리스강으로 평가받고 있습니다.
구조 및 유형
DSS는 오스테나이트와 페라이트의 이중상 구조로, 각 상이 약 절반을 차지하기 때문에 오스테나이트계와 페라이트계의 특성을 모두 나타냅니다. DSS의 항복 강도는 400MPa에서 550MPa로 일반 오스테나이트계 스테인리스강의 두 배에 달합니다. DSS는 페라이트계 스테인리스강에 비해 인성이 더 높고, 취성 전이 온도가 더 낮으며, 입계 부식 저항성과 용접성이 크게 향상됩니다. 또한 475°C 취성, 높은 열전도도, 낮은 열팽창 계수, 초소성, 자성 등 페라이트계 스테인리스강의 특성을 일부 유지합니다. DSS는 오스테나이트계 스테인리스강에 비해 강도, 특히 항복 강도가 더 높고, 공식, 응력 부식, 부식 피로에 대한 저항성이 향상됩니다.
DSS는 화학 조성에 따라 Cr18, Cr23(Mo-free), Cr22, Cr25의 네 가지 유형으로 분류할 수 있습니다. Cr25 유형은 표준 스테인리스강과 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강으로 더 세분될 수 있습니다. 이 중 Cr22와 Cr25 유형이 더 일반적으로 사용됩니다. 중국에서는 3RE60(Cr18 유형), SAF2304(Cr23 유형), SAF2205(Cr22 유형), SAF2507(Cr25 유형)을 포함하여 대부분의 DSS 등급이 스웨덴에서 생산됩니다.
듀플렉스 스테인리스 스틸의 종류
1. 저합금형:UNS S32304(23Cr-4Ni-0.1N)로 대표되는 이 강은 몰리브덴을 함유하지 않으며, 내공식성 등가수(PREN)가 24-25입니다. 응력 부식 저항성 분야에서 AISI 304 또는 316을 대체할 수 있습니다.
2. 중합금 유형:UNS S31803(22Cr-5Ni-3Mo-0.15N)으로 대표되며, PREN은 32-33입니다. 내식성은 AISI 316L과 6% Mo+N 오스테나이트계 스테인리스강 사이에 있습니다.
3. 고합금 유형:일반적으로 25% 크롬(Cr)과 몰리브덴, 질소(Ni), 때로는 구리와 텅스텐을 포함합니다. UNS S32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N)으로 대표되며, PREN은 38-39로, 22% 크롬 DSS보다 내식성이 우수합니다.
4. 슈퍼 듀플렉스 스테인리스 스틸:UNS S32750(25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N)으로 대표되는 높은 수준의 몰리브덴과 질소를 함유하고 있으며, 때로는 텅스텐과 구리도 함유하고 있으며 PREN은 40 이상입니다. 혹독한 매체 조건에 적합하며, 초오스테나이트계 스테인리스강과 비교할 만큼 뛰어난 내식성과 기계적 특성을 제공합니다.
중국의 듀플렉스 스테인리스 스틸 등급
새로운 중국 표준 GB/T 20878-2007 "스테인리스 및 내열강 등급 및 화학 성분"에는 14Cr18Ni11Si4AlTi, 022Cr19Ni5Mo3Si2N, 12Cr21Ni5Ti 등 다양한 DSS 등급이 포함됩니다. 또한, 잘 알려진 2205 듀플렉스 강은 중국 등급 022Cr23Ni5Mo3N에 해당합니다.
듀플렉스 스테인리스 스틸의 특성
DSS는 이중상 구조로 인해 화학 조성과 열처리 공정을 적절히 제어하여 페라이트계와 오스테나이트계 스테인리스강의 장점을 모두 갖추고 있습니다. DSS는 오스테나이트계 스테인리스강의 우수한 인성과 용접성, 그리고 페라이트계 스테인리스강의 고강도와 염화물 응력 부식 저항성을 그대로 유지합니다. 이러한 우수한 특성 덕분에 DSS는 1980년대 이후 용접 가능한 구조재로 빠르게 발전하여 마르텐사이트계, 오스테나이트계, 페라이트계 스테인리스강과 동등한 성능을 갖추게 되었습니다. DSS는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.
1. 염화물 응력 부식 저항성:몰리브덴을 함유한 DSS는 낮은 응력 수준에서 염화물 응력 부식에 대한 우수한 내성을 나타냅니다. 18-8 오스테나이트계 스테인리스강은 60°C 이상의 중성 염화물 용액에서 응력 부식 균열이 발생하는 경향이 있는 반면, DSS는 미량의 염화물과 황화수소가 포함된 환경에서도 우수한 성능을 발휘하여 열교환기 및 증발기에 적합합니다.
2. 피팅 부식 저항성:DSS는 우수한 공식 부식 저항성을 가지고 있습니다. 동일한 공식 저항 등가치(PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%)를 갖는 DSS와 오스테나이트계 스테인리스강은 유사한 임계 공식 발생 가능성을 보입니다. DSS의 공식 및 틈새 부식 저항성은 특히 고크롬 및 질소 함유 유형에서 AISI 316L보다 뛰어납니다.
3. 부식 피로 및 마모 부식 저항성:DSS는 특정 부식성 환경에서 우수한 성능을 발휘하므로 펌프, 밸브 및 기타 전력 장비에 적합합니다.
4. 기계적 특성:DSS는 높은 강도와 피로 강도를 가지며, 항복 강도는 18-8 오스테나이트계 스테인리스강의 두 배입니다. 용체화 어닐링 상태에서 연신율은 25%에 달하며, 인성값 AK(V-노치)는 100J를 초과합니다.
5. 용접성:DSS는 용접성이 우수하고 고온 균열 경향이 낮습니다. 일반적으로 용접 전 예열이 필요하지 않으며, 용접 후 열처리도 불필요하여 18-8 오스테나이트계 스테인리스강이나 탄소강과 용접이 가능합니다.
6. 열간 작업:저크롬(18%Cr) DSS는 18-8 오스테나이트계 스테인리스강보다 열간 가공 온도 범위가 넓고 저항성이 낮아 단조 없이 판재로 직접 압연할 수 있습니다. 고크롬(25%Cr) DSS는 열간 가공이 다소 어렵지만 판재, 파이프, 와이어로 생산할 수 있습니다.
7. 냉간 가공:DSS는 18-8 오스테나이트계 스테인리스강보다 냉간 가공 시 더 큰 가공 경화를 보이므로 파이프와 판 성형 시 변형을 위해 더 높은 초기 응력이 필요합니다.
8. 열전도도 및 팽창:DSS는 오스테나이트계 스테인리스강에 비해 열전도도가 높고 열팽창 계수가 낮아 장비 라이닝 및 복합판 생산에 적합합니다. 또한 오스테나이트계 스테인리스강보다 열교환 효율이 높아 열교환기 튜브 코어에도 적합합니다.
9. 취성:DSS는 고크롬 페라이트계 스테인리스강의 취성 경향을 그대로 유지하며, 300°C 이상의 온도에서는 사용하기에 적합하지 않습니다. DSS의 크롬 함량이 낮을수록 시그마상과 같은 취성상이 생성될 가능성이 줄어듭니다.
Womic Steel의 생산 이점
워믹 스틸(Womic Steel)은 듀플렉스 스테인리스 스틸 분야의 선도적인 제조업체로, 파이프, 플레이트, 바, 와이어 등 다양한 제품을 제공합니다. 당사의 제품은 주요 국제 표준을 준수하며 ISO, CE, API 인증을 받았습니다. 또한, 제3자 감독 및 최종 검사를 통해 최고 수준의 품질 기준을 충족합니다.
Womic Steel의 듀플렉스 스테인리스 스틸 제품은 다음과 같은 특징으로 유명합니다.
고품질 원자재:우리는 최고의 제품 성능을 보장하기 위해 오직 최고 품질의 원자재만을 사용합니다.
첨단 제조 기술:최첨단 생산 시설과 경험이 풍부한 팀을 통해 정밀한 화학적 구성과 기계적 특성을 갖춘 듀플렉스 스테인리스강을 생산할 수 있습니다.
맞춤형 솔루션:당사는 고객의 특정 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 크기와 사양을 제공합니다.
엄격한 품질 관리:당사의 엄격한 품질 관리 과정을 통해 모든 제품이 가장 높은 우수성 기준을 충족하도록 보장합니다.
글로벌 도달 범위:강력한 수출 네트워크를 갖춘 Womic Steel은 전 세계 고객에게 듀플렉스 스테인리스 스틸을 공급하여 다양한 산업에 안정적이고 고성능의 소재를 지원합니다.
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게시 시간: 2024년 7월 29일