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표준에서 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강까지: 내식성에 있어서 어떻게 놀라운 도약을 이루는가?
과학기술의 발전으로 소재에 대한 수요는 점점 더 높아지고 있습니다. 특히 석유, 화학, 건설 등의 산업에서는 스테인리스강의 내구성과 적응성이 핵심 요소가 되었습니다. 듀플렉스 스테인레스 스틸은 독특한 금속 구조와 뛰어난 특성으로 인해 이러한 응용 분야에서 없어서는 안 될 소재가 되었습니다. 이 기사에서는 이중 스테인리스 강의 특성과 내식성의 놀라운 발전에 대해 심층적으로 살펴봅니다.
듀플렉스 스테인리스강의 금속 구조는 오스테나이트와 페라이트의 두 상으로 구성되어 있어 표준 오스테나이트계 스테인리스강보다 강도와 내식성이 우수합니다.
듀플렉스 스테인레스 스틸의 구조와 특성
듀플렉스 스테인리스강은 미세 구조뿐 아니라 화학적 조성 때문에 '듀플렉스'라고 불립니다. 듀플렉스 스테인리스강은 표준 오스테나이트계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높고 니켈 함량이 낮기 때문에 염화물로 인한 응력 부식 균열 및 공식 부식에 대한 저항성이 매우 높습니다.
구체적으로 듀플렉스 스테인레스강의 크롬 함량은 일반적으로 20%~28%이고, 몰리브덴 함량은 5%에 도달할 수 있으며, 니켈 함량은 9% 미만으로 감소합니다. 또한 듀플렉스 스테인레스 스틸에는 강도와 내식성을 더욱 향상시키기 위해 종종 0.05% ~ 0.50%의 질소가 첨가됩니다.
니켈 함량이 낮고 강도가 높기 때문에 이중 스테인리스강은 더 얇은 형태로 유사한 강도 특성을 제공할 수 있어 상당한 재료비 이점을 제공합니다.
내식성 기준 및 등급
부식성을 기준으로 듀플렉스 스테인리스강은 부식 저항성 등가수(PREN)를 기준으로 세 가지 주요 등급으로 나눌 수 있습니다.
- 표준 이중상(PREN 범위: 28-38)은 일반적으로 시장에서 가장 일반적으로 사용되는 등급인 EN 1.4462(유형 2205)입니다.
- 슈퍼듀플렉스(PREN 범위: 38-45) 일반적으로 EN 1.4410에 따라 이러한 소재는 우수한 내식성과 강도를 제공하는 석유 및 화학 산업의 특정 요구에 맞게 개발되었습니다.
- EN 1.4362와 같은 저렴한 이중상(PREN 범위: 22-27)은 건설과 같이 덜 까다로운 응용 분야에 더 적합합니다.
슈퍼듀플렉스 스테인리스강은 성능 측면에서 표준 제품보다 우수하지만 크롬 및 몰리브덴 함량이 높으면 재료 특성에 유해한 금속간 화합물이 형성될 수 있기 때문에 가공이 더 어렵습니다.
적용 범위
듀플렉스 스테인리스강은 우수한 기계적 특성과 내식성으로 인해 다음 분야를 포함하여 많은 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
- 석유 및 천연가스: 유동관, 매니폴드, 라이저 등 다양한 장비에 사용됩니다.
- 건축공학: 건물 외관, 교량, 방파제 등의 설계에 사용됩니다.
- 화학 공학: 압력 용기, 열교환기, 증류탑 등
- 수처리: 담수화 플랜트, 대형 저수조 등
듀플렉스 스테인레스 스틸은 석유 및 화학 산업에서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 건설, 환경 보호 등 다양한 분야에서 강력한 적응성을 보여줍니다.
열처리와 그 과제
열 처리 과정에서 듀플렉스 스테인레스 스틸은 금속간 화합물의 침전을 방지하기 위해 실온으로 급속 냉각되어야 하며 이는 재료 성능을 보장하는 핵심 단계이기도 합니다. 부적절한 열처리는 강도와 내식성을 저하시킬 수 있으므로 올바른 처리 공정이 중요합니다.
기술 발전으로 슈퍼듀플렉스 스테인리스 스틸은 가공 과정의 어려움을 점차 극복하고 많은 과학 연구에서 획기적인 발전을 이루고 있습니다.
시장 수요가 지속적으로 변화함에 따라 듀플렉스 스테인리스강의 개발이 점점 더 주목을 받고 있습니다. 소재의 발전은 산업 생산의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라 환경 보호와 지속 가능성에도 기여합니다. 앞으로도 듀플렉스 스테인레스강이 스테인레스강 소재의 혁신 추세를 계속해서 선도할 수 있을까요?
