스테인리스 스틸 등급: 궁극의 가이드
스테인리스 스틸의 다양한 종류와 그 용도에 대해 궁금한 적이 있나요? 이 블로그 게시물에서는 스테인리스 스틸 등급의 세계에 대해 자세히 알아보고 스테인리스 스틸의 고유한 특징을 살펴봅니다.
347 내열 스테인리스 스틸이 고온 환경에서 필수적인 이유는 무엇일까요? 이 글에서는 입계 부식 및 응력 파열에 대한 저항성과 같은 고유한 특성을 살펴보고 800~1500°F 사이의 장시간 작동에 이상적입니다. 다른 합금에 비해 화학적 구성과 기계적 장점을 이해하면 347 스테인리스강이 까다로운 응용 분야에 탁월한 선택인 이유에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 스테인리스 스틸의 안정성과 내구성이 프로젝트에 어떤 이점을 제공하는지 알아보세요.
347 내열 스테인리스강(S34700)은 입계 부식에 대한 탁월한 저항성으로 잘 알려진 매우 안정적인 오스테나이트 스테인리스강 등급입니다. 이 합금은 가혹한 조건, 특히 크롬 카바이드 침전이 일반적으로 발생하는 800~1500°F(427~816°C)의 임계 온도 범위에서도 구조적 무결성과 내식성을 유지합니다.
347 스테인리스 스틸의 뛰어난 안정성은 세심하게 설계된 구성, 특히 안정화 요소로 티타늄을 추가했기 때문입니다. 티타늄은 탄소와 우선적으로 결합하여 티타늄 카바이드를 형성하여 입자 경계에서 크롬 카바이드가 형성되는 것을 효과적으로 방지합니다. 안정화라고 하는 이 메커니즘은 크롬을 고용체에 보존하여 고온에 장시간 노출된 후에도 합금의 내식성을 유지합니다.
고온 응용 분야에서 347 내열 스테인리스강은 우수한 기계적 특성으로 인해 상당한 이점을 발휘합니다. 비안정화 강종에 비해 크리프 강도, 열 피로 저항성 및 치수 안정성이 우수합니다. 이러한 특성으로 인해 고온에서 작동하는 열교환기, 용광로 부품 및 화학 처리 장비의 부품에 특히 적합합니다.
널리 사용되는 304 오스테나이트 스테인리스강과 비교할 때 347은 고온에서 연성과 응력 파열 저항성이 모두 현저하게 개선되었습니다. 이러한 향상된 성능은 열 순환을 수반하거나 고온에 장기간 노출될 것으로 예상되는 애플리케이션에서 매우 중요합니다. 연성이 개선되어 성형성이 향상되고 열팽창 및 수축 주기 동안 균열이 발생할 위험이 줄어듭니다.
347은 최대 내식성이 요구되는 고온 애플리케이션에 선호되지만, 304L(304의 저탄소 변형)도 감응 및 입계 부식을 완화하는 데 사용할 수 있다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 하지만 304L은 안정화보다는 탄소 함량 감소를 통해 이를 달성하기 때문에 347에 비해 고온 강도가 제한될 수 있습니다.
Alloy 321(UNS S32100)은 특히 크롬 카바이드 침전이 일반적으로 발생하는 800~1500°F(427~816°C)의 임계 온도 범위에서 입계 부식에 대한 탁월한 저항성으로 잘 알려진 매우 안정적인 오스테나이트계 스테인리스강입니다. 이러한 안정성은 탄화 티타늄을 우선적으로 형성하는 티타늄을 전략적으로 첨가하여 입자 경계에서 크롬이 고갈되는 것을 방지함으로써 달성됩니다.
이에 비해 347 내열 스테인리스 스틸은 콜럼븀(니오븀)과 탄탈륨을 첨가하여 안정성을 유지합니다. 두 원소 모두 강력한 카바이드 형성제 역할을 하여 합금을 감광화로부터 효과적으로 안정화시킵니다.
321 및 347 내열 스테인리스강은 800~1500°F(427~816°C) 범위의 고온 환경에서 장기간 사용하는 데 선호되는 소재입니다. 이 소재의 고유한 구성 덕분에 고온에 장시간 노출되어야 하는 용도에 이상적입니다. 용접이나 단기 가열만 필요한 덜 까다로운 시나리오의 경우 탄소 함량이 낮아 감작에 대한 민감성을 줄여주는 304L이 적합한 대안이 될 수 있습니다.
고온 작업에서 321 및 347의 우수성은 내식성을 넘어 향상된 기계적 특성으로까지 확장됩니다. 이 합금은 304 및 304L 등급에 비해 크리프 저항성과 응력 파열 특성이 크게 향상되었습니다. 이러한 우수한 성능 덕분에 321 및 347은 미국기계학회(ASME)에서 정한 보일러 및 압력용기에 대한 엄격한 규정을 준수하면서 고온에서 더 높은 응력을 견딜 수 있습니다.
따라서 321 및 347 내열 스테인리스강의 최대 허용 사용 온도는 최대 1,500°F(816°C)로 304 및 304L 등급의 800°F(426°C) 제한보다 훨씬 높습니다. 이렇게 확장된 온도 범위 덕분에 고온 산업 공정에서 이러한 안정화된 합금의 적용 범위가 크게 넓어졌습니다.
더 높은 고온 강도가 필요한 용도의 경우 각각 UNS S32109 및 S34709로 지정된 합금 321 및 347의 고탄소 버전을 사용할 수 있습니다. 이 등급은 표준 합금에 비해 연성은 약간 떨어지지만 고온에서 크리프 저항성과 강도가 더욱 향상되었습니다.
ASTM A240 및 ASME SA-240:
| 구성 | 특별히 달리 명시되지 않는 한, 표에 나열된 값은 중량 기준 최대 백분율을 나타냅니다. | |
| 321 | 347 | |
| 탄소 | 0.08 | 0.08 |
| 망간 | 2.00 | 2.00 |
| 인 | 0.045 | 0.045 |
| 유황 | 0.030 | 0.03 |
| 실리콘 | 0.75 | 0.75 |
| 크롬 | 17.00-19.00 | 17.00-19.00 |
| 니켈 | 9.00-12.00 | 9.00-13.00 |
| 스트론튬 + 탄탈륨 | — | 10배 C - 최소 1.00 최대 |
| 탄탈륨 | — | — |
| 티타늄 | 최소 5배(C+N) 최대 0.70 | — |
| 코발트 | — | — |
| 질소 | 0.10 | — |
| Iron | 남은 부분 | 남은 부분 |
| 참고 | * * 탄소 함량 의 등급은 0.04~0.10%입니다. * H 등급의 최소 안정제는 특정 제품에 따라 다릅니다. 공식. | |
합금 321 및 347은 불안정한 니켈-크롬 합금 304와 유사한 일반 부식 저항성을 가지고 있습니다. 크롬 카바이드 정도의 온도 범위에서 장시간 가열하면 가혹한 부식성 매질에서 합금 321 및 347의 내식성에 영향을 미칠 수 있습니다.
대부분의 환경에서 두 합금의 내식성은 거의 비슷하지만, 강한 산화 환경에서 어닐링 합금 321의 내식성은 어닐링 합금 347의 내식성보다 약간 떨어집니다.
따라서 합금 347은 수중 환경 및 기타 저온 조건에서 더 우수합니다. 800°F~1500°F(427°C~816°C) 범위의 온도에 노출되면 합금 347에 비해 합금 321의 전반적인 내식성이 크게 감소합니다.
합금 347은 주로 저온에서 입계 부식을 방지하기 위해 감광화에 대한 강한 저항성이 요구되는 고온 응용 분야에 사용됩니다.
합금 304와 같은 불안정한 니켈-크롬강은 입계 부식에 취약하지만, 합금 321과 347은 이 문제를 해결하기 위해 개발되었습니다.
불안정한 크롬-니켈 강철을 800°F~1500°F(427°C~816°C) 범위의 온도 환경에 놓거나 이 온도 범위 내에서 천천히 냉각하면 크롬 카바이드가 입자 경계에서 침전됩니다.
부식성이 강한 매체에 노출되면 이러한 입자 경계가 가장 먼저 부식되어 금속의 성능을 약화시키고 전체 분해로 이어질 수 있습니다.
유기 매질이나 부식성이 약한 수용액, 우유 또는 기타 유제품 또는 대기 조건에서는 상당한 탄화물 침전물이 있어도 입계 부식이 거의 관찰되지 않습니다.
언제 용접 더 얇은 강판은 800°F~1500°F(427°C~816°C) 사이의 온도에 짧게 노출되면 입자 간 부식 가능성이 줄어들어 불안정한 등급이 작업에 적합합니다.
유해한 카바이드 침전의 정도는 800°F~1500°F(427°C~816°C) 사이의 온도와 부식성 매체에 노출되는 기간에 따라 달라집니다.
두꺼운 판재를 용접하는 경우, 가열 시간이 길어지더라도 탄소 함량이 0.03% 이하인 불안정한 L 등급은 이 등급에 위협이 될 만큼 카바이드 침전이 충분하지 않습니다.
안정화된 321 및 합금 347 스테인리스강의 감작 및 입계 부식에 대한 강력한 저항성은 아래 표(구리-구리 황산염-16% 황산 테스트(ASTM A262, Practice E))에서 확인할 수 있습니다.
테스트 전에 제철소 어닐링 샘플은 1050°F(566°C)에서 48시간 동안 감응 열처리를 거칩니다.
| 장기 감작 효과에 따른 입자 경계 부식 테스트 결과. ASTM A262 실습 E | |||
| 합금 | 속도(IPM) | Bend | 요금(mpy) |
| 304 | 0.81 | 용해 | 9720.0 |
| 304L | 0.0013 | IGA | 15.6 |
240시간 후 어닐링 공정에서 합금 347 샘플은 입자 간 부식의 징후가 나타나지 않아 이러한 열 조건에 노출되어도 민감하게 반응하지 않았음을 나타냅니다. Alloy 321 샘플의 부식 속도가 낮다는 것은 입자 간 부식을 어느 정도 견뎌냈지만 이러한 조건에서 Alloy 304L보다 내식성이 우수하다는 것을 시사합니다.
이 테스트 환경에서 이 모든 합금은 표준 합금 304 스테인리스 스틸보다 훨씬 우수한 성능을 보였습니다.
일반적으로 합금 321과 347은 어닐링 처리를 할 수 없는 고강도 용접 장비와 800°F~1500°F(427°C~816°C) 범위 내에서 천천히 작동하거나 냉각하는 장비를 제조하는 데 사용됩니다.
다양한 운영 조건에서 얻은 경험은 대부분의 애플리케이션에서 입자 간 부식 가능성을 예측할 수 있는 충분한 데이터를 제공합니다. 또한 다음 블로그에 게시된 저희의 견해 중 일부를 검토해 주세요. 열처리 섹션으로 이동합니다.
합금 321 및 347 오스테나이트 스테인리스강은 합금 304 스테인리스강과 마찬가지로 할로겐화물의 응력 부식 균열에 민감합니다. 이는 니켈 함량이 비슷하기 때문입니다. 응력 부식 균열을 유발하는 조건은 다음과 같습니다:
(1) 할로겐화 이온(일반적으로 염화물)에 대한 노출
(2) 잔류 인장 응력
(3) 120°F(49°C) 이상의 환경 온도.
성형 작업에서 발생하는 냉간 변형이나 용접 작업에서 발생하는 열 사이클은 응력을 발생시킬 수 있습니다. 냉간 변형 후 어닐링 처리 또는 응력 완화 열처리를 하면 응력 수준을 줄일 수 있습니다.
안정화 합금 321 및 347은 불안정한 합금에서 입계 부식을 유발할 수 있는 응력 완화 작업에 적합합니다.
합금 321 및 347은 합금 304와 같은 불안정한 오스테나이트 스테인리스강에서 폴리티온산 응력 부식을 유발하는 환경에서 특히 유용합니다. 불안정한 오스테나이트계 스테인리스강은 감작을 유발하는 온도에 노출되면 입자 경계에서 크롬 탄화물이 침전됩니다.
황 함유 환경에서 실온으로 냉각되면 황화물(일반적으로 황화수소)이 증기 및 산소와 반응하여 폴리티온산을 형성하여 민감하게 반응하는 입자 경계를 부식시킵니다.
폴리티온산 응력 부식 균열은 황화물이 널리 퍼져 있는 정유 환경에서 응력 및 입계 부식 조건에서 발생합니다.
안정화 합금 321 및 347은 가열 작업 중 감작에 대한 내성으로 인해 폴리티온산 응력 부식 균열 문제를 해결합니다. 작동 조건이 감작을 유발할 수 있는 경우, 이러한 합금은 열 안정화 조건에서 사용하여 감작에 대한 최적의 저항성을 확보해야 합니다.
염화물 이온이 포함된 환경에서 안정적인 합금 321 및 347의 피팅 및 틈새 내식성은 크롬 함량이 비슷하기 때문에 스테인리스강 합금 304 또는 304L과 거의 동일합니다.
일반적으로 불안정하고 안정적인 합금의 경우, 특히 틈새 부식이 있는 경우 수중 환경에서의 최대 염화물 함량은 100ppm입니다. 염화물 이온 함량이 높을수록 틈새 및 피팅 부식이 발생할 수 있습니다.
염화물 함량이 높거나 pH가 낮거나 온도가 높은 가혹한 조건에서는 합금 316과 같은 몰리브덴 함유 합금의 사용을 고려해야 합니다. 안정적인 합금 321 및 347은 테스트 샘플에서 녹이나 변색 없이 100시간 5% 염수 분무 테스트(ASTM B117)를 통과했습니다.
그러나 이러한 합금이 해양 염수 분무에 노출되면 구멍, 틈새 부식 및 심한 변색이 발생할 수 있습니다. 합금 321 및 347을 해양 환경에 노출하는 것은 권장하지 않습니다.
321 및 347의 내산화성은 다른 18-8 오스테나이트 스테인리스강과 비교할 수 있습니다. 샘플은 고온의 실험실 환경에 노출됩니다.
고온 환경에서 제거한 샘플의 무게를 정기적으로 측정하면 스케일 형성 정도를 예측할 수 있습니다. 테스트 결과는 두 개의 서로 다른 테스트 샘플의 최소값을 평균한 무게 변화(밀리그램/제곱센티미터)로 표시됩니다.
| 무게 변화 (mg/cm2) | |||||
| 노출 시간 | 1300°F | 1350°F | 1400°F | 1450°F | 1500°F |
| 168시간 | 0.032 | 0.046 | 0.054 | 0.067 | 0.118 |
| 500시간 | 0.045 | 0.065 | 0.108 | 0.108 | 0.221 |
| 1,000시간 | 0.067 | — | 0.166 | — | 0.338 |
| 5,000시간 | — | — | 0.443 | — | — |
321과 347의 주요 차이점은 미묘한 합금 첨가물에 있지만, 이는 항산화 특성에는 영향을 미치지 않습니다.
따라서 이 테스트 결과는 두 등급 모두에 대해 대표적인 결과입니다. 그러나 산화 속도는 노출 환경 및 제품 형태와 같은 고유한 요인에 의해 영향을 받습니다.
따라서 이러한 결과는 해당 등급에 대한 일반적인 항산화 수치로 간주해야 합니다.
합금 321과 347의 물리적 특성은 매우 유사하며 실제로는 동일한 것으로 간주할 수 있습니다. 표에 나열된 값은 두 합금에 모두 적용됩니다.
적절한 어닐링 처리를 통해 합금 321 및 347 스테인리스강은 주로 다음을 포함합니다. 오스테나이트 및 티타늄 카바이드 또는 니오븀 카바이드. 소량의 페라이트가 미세 구조에 나타날 수도 있고 나타나지 않을 수도 있습니다. 1000°F~1500°F(593°C~816°C) 사이의 온도에 장시간 노출될 경우 소량의 시그마 상이 형성될 수 있습니다.
열처리는 안정화된 합금 321 및 347 스테인리스강을 경화시킬 수 없습니다.
금속의 전체 열전달 계수는 금속의 열전도도뿐만 아니라 다른 요인에 의해서도 달라집니다.
대부분의 경우 여기에는 금속의 필름 냉각 계수, 스케일, 표면 상태 등이 포함됩니다. 스테인리스 스틸은 표면을 깨끗하게 유지하여 열전도율이 높은 금속보다 열 전달이 더 우수합니다.
안정화 합금 321과 347은 일반적으로 비자성입니다. 어닐링된 상태에서는 자기 투과도가 1.02 미만입니다. 자기 투과성은 조성에 따라 변화하며 냉간 가공에 따라 증가합니다. 페라이트 함유 용접부의 자기 투과성은 약간 더 높습니다.
| 물리적 속성 | ||
| 밀도 | ||
| 레벨 | g/cm3 | 파운드/인치3 |
| 321 | 7.92 | 0.286 |
| 347 | 7.96 | 0.288 |
| 인장 탄성 계수 | |||
| 28 x 106 psi | |||
| 193 GPa |
| 선형 계수 열팽창 | |||
| 온도 범위 | |||
| °C | °F | cm/cm °C | in/in °F |
| 20-100 | 68 – 212 | 16.6 x 10-6 | 9.2 x 10-6 |
| 20 – 600 | 68 – 1112 | 18.9 x 10-6 | 10.5 x 10-6 |
| 20 – 1000 | 68 – 1832 | 20.5 x 10-6 | 11.4 x 10-6 |
| 열 전도성 | |||
| 온도 범위 | |||
| °C | °F | W/m-K | Btu-in/hr-ft2-°F |
| 20-100 | 68 – 212 | 16.3 | 112.5 |
| 20 – 500 | 68 – 932 | 21.4 | 14.7 |
| 비열 | |||
| 온도 범위 | |||
| °C | °F | J/kg K | Btu/lb-°F |
| 0-100 | 32 – 212 | 500 | 0.12 |
| 저항률 | ||
| 온도 범위 | ||
| °C | °F | microhm-cm |
| 20 | 68 | 72 |
| 100 | 213 | 78 |
| 200 | 392 | 86 |
| 400 | 752 | 100 |
| 600 | 1112 | 111 |
| 800 | 1472 | 121 |
| 900 | 1652 | 126 |
| 녹는 범위 | |
| °C | °F |
| 1398 – 1446 | 2550 – 2635 |
어닐링 상태(2000°F [1093°C], 공냉)에서 크롬-니켈 수준에서 안정적인 합금 321 및 347의 최소 기계적 특성은 아래 표에 나와 있습니다.
고온에서 합금 321과 347의 일반적인 기계적 특성은 아래 표에 나와 있습니다. 1000°F(538°C) 이상의 고온 환경에서 이러한 안정적인 합금의 강도는 불안정한 304 합금보다 훨씬 높습니다.
고탄소 합금 321H 및 347H(UNS32109 및 S34700)는 1000°F(537°C) 이상의 환경에서 강도가 더 높습니다. 합금 347H의 ASME 최대 허용 설계 응력 데이터는 이 등급의 강도가 저탄소 합금 347보다 높다는 것을 보여줍니다.
합금 321H는 섹션 VIII 적용 분야에서는 사용이 허용되지 않으며, 섹션 III 적용 분야에서는 800°F(427°C) 이하의 온도로 제한됩니다.
스테인리스강 합금 321과 347의 일반적인 크리프 및 응력 파열 데이터는 아래 표와 같습니다. 고온에서 안정적인 합금의 크리프 및 응력 파열 강도는 불안정한 합금 304 및 304L의 크리프 및 응력 파열 강도보다 높습니다.
합금 321 및 347의 우수한 성능으로 인해 보일러 및 압력 용기와 같이 고온에서 작동하는 압력 부품에 적합합니다.
| 321 및 347의 충격 강도 | |||
| 테스트 온도 | 충격 부하로 인한 에너지 흡수 | ||
| °F | °C | Ft-lb | 줄 |
| 75 | 24 | 90 | 122 |
| -25 | -32 | 66 | 89 |
| -80 | -62 | 57 | 78 |
| ASTM A 240 및 ASME SA-240 상온에서 요구되는 최소 기계적 성능 | |||
| 유형 | 수율 강도 .2% 오프셋 psi(MPa) | 궁극의 인장 강도 psi(MPa) | 신장 (%) |
| 321 | 30,000 (205) | 75,000 (515) | 40.0 |
| 347 | 30,000 (205) | 75,000 (515) | 40.0 |
| ASTM A 240 및 ASME SA-240 상온에서 요구되는 최소 기계적 성능 | |||
| 유형 | 경도, 최대값. | ||
| 시트 | 플레이트 | 스트립 | |
| 321 | 217 Brinell | 95Rb | 95Rb |
| 347 | 201 Brinell | 92Rb | 92Rb |
| 고온 조건에서의 인장 강도 합금 321(두께 0.036인치/두께 0.9mm) | ||||
| 테스트 온도 | 수율 강도 .2% 오프셋 psi(MPa) | 궁극의 인장 강도 psi(MPa) | 신장률 (%) | |
| °F | °C | |||
| 68 | 20 | 31,400 (215) | 85,000 (590) | 55.0 |
| 400 | 204 | 23,500 (160) | 66,600 (455) | 38.0 |
| 800 | 427 | 19,380 (130) | 66,300 (455) | 32.0 |
| 1000 | 538 | 19,010 (130) | 64,400 (440) | 32.0 |
| 1200 | 649 | 19,000 (130) | 55,800 (380) | 28.0 |
| 1350 | 732 | 18,890 (130) | 41,500 (285) | 26.0 |
| 1500 | 816 | 17,200 (115) | 26,000 (180) | 45.0 |
| 고온 조건에서의 인장 강도 합금 347(두께 0.060인치/1.54mm)) | ||||
| 테스트 온도 | 수율 강도 .2% 오프셋 psi(MPa) | 궁극의 인장 강도 psi(MPa) | 신장률 (%) | |
| °F | °C | |||
| 68 | 20 | 36,500 (250) | 93,250 (640) | 45.0 |
| 400 | 204 | 36,600 (250) | 73,570 (505) | 36.0 |
| 800 | 427 | 29,680 (205) | 69,500 (475) | 30.0 |
| 1000 | 538 | 27,400 (190) | 63,510 (435) | 27.0 |
| 1200 | 649 | 24,475 (165) | 52,300 (360) | 26.0 |
| 1350 | 732 | 22,800 (155) | 39,280 (270) | 40.0 |
| 1500 | 816 | 18,600 (125) | 26,400 (180) | 50.0 |
321과 347 합금 모두 실내 환경이나 영하의 환경에서도 뛰어난 충격 인성을 발휘합니다.
지정된 시험 온도에서 1시간 동안 방치한 어닐링 후 합금 347의 샤르피 V 충격 시험은 다음 그래프에 나와 있습니다. 합금 321의 상황은 347과 유사합니다.
실제로 피로 강도 은 부식 환경, 표면 마감, 제품 모양, 평균 응력 등의 요인에 의해 영향을 받습니다.
이러한 이유로 모든 작동 조건에서 피로 강도 값을 정확한 수치로 표현하는 것은 불가능합니다. 합금 321과 347의 피로 한계는 인장 강도의 약 35%입니다.
오스테 나이트 계 스테인리스 스틸은 가장 쉬운 것으로 간주됩니다. 합금강 용접할 수 있으며 저항 용접뿐만 아니라 모든 용융 물질과 용접할 수 있습니다.
오스테나이트 스테인리스강을 용접할 때는 1) 내식성 유지, 2) 균열 방지라는 두 가지 요소를 고려해야 합니다.
용접 중에는 합금 321과 347의 안정화 원소를 보존하는 것이 중요합니다. 합금 321의 티타늄은 고갈되기 쉬운 반면, 합금 347의 니오븀은 쉽게 손실되는 경우가 많습니다. 석유 및 기타 오염원의 탄소 원소와 공기 중의 질소 원소를 피해야 합니다.
따라서 안정적인 합금을 용접하든 불안정한 합금을 용접하든 청결 및 불활성 가스 보호가 유지되어야 합니다.
언제 용접 금속 오스테나이트 구조의 경우 작업 중 균열이 쉽게 발생합니다. 이러한 이유로 합금 321 및 347은 균열 민감도를 최소화하기 위해 재응고 시 소량의 철염을 첨가해야 합니다. 니오븀이 함유된 스테인리스강은 티타늄이 함유된 스테인리스강보다 열균열에 더 취약합니다.
일치하는 필러 금속은 합금 321 및 347과 같은 안정적인 강을 용접하는 데 사용할 수 있습니다. 합금 347의 일치하는 필러 금속은 때때로 다음과 같은 용도로도 사용할 수 있습니다. 용접 합금 321.
이러한 안정적인 합금은 다른 스테인리스강이나 탄소강에 첨가할 수 있습니다. 합금 309(23% Cr-13.5% Ni) 또는 니켈 기반 필러 금속이 이러한 용도로 사용될 수 있습니다.
합금 321 및 347의 어닐링 온도 범위는 1800~2000°F(928~1093°C)입니다. 어닐링의 주요 목적은 합금의 부드러움과 연성을 향상시키는 것이지만, 입자 간 부식을 일으키지 않고 800~1500°F(427~816°C)의 카바이드 침전 범위 내에서 응력을 제거할 수도 있습니다.
이 온도 범위 내에서 장시간 가열하면 합금의 일반적인 내식성이 다소 감소할 수 있지만, 합금 321 및 347은 800~1500°F(427~816°C) 온도 범위 내에서 몇 시간 동안 어닐링하면 응력이 완화되어 일반적인 내식성이 크게 감소하지 않습니다.
강조했듯이 800~1500°F(427~816°C) 범위 내의 저온 어닐링은 입자 간 부식을 일으키지 않습니다.
최적의 연성을 얻으려면 1800~2000°F(928~1093°C)의 높은 어닐링 온도를 사용하는 것이 좋습니다.
이러한 니켈 기반 스테인리스강을 크롬 카바이드 침전을 최대한 방지해야 하는 장비로 가공할 때 콜럼븀의 안정성이 티타늄의 안정성과 동일하지 않다는 점을 인식해야 합니다. 이러한 이유로 합금 321을 사용할 때 안정성과 보호의 결과가 명확하지 않습니다.
최대 내식성이 필요한 경우 합금 321은 안정화 어닐링 처리를 거쳐야 합니다. 1550~1650°F(843~899°C)의 온도 범위에서 최대 5시간 동안 가열하며, 가열 시간은 두께에 따라 달라집니다.
이 온도 범위는 크롬 카바이드가 형성되는 온도 범위를 초과하며 이전에 형성된 크롬 카바이드를 분해하고 용해시키기에 충분합니다.
또한 이 온도에서 티타늄은 탄소와 결합하여 무해한 티타늄 카바이드를 형성할 수 있습니다. 그 결과 크롬은 다시 고용체로 환원되고 탄소는 티타늄과 결합하여 무해한 탄화물을 형성하게 됩니다.
콜럼븀 함유 안정화 합금 347은 이러한 추가 처리가 필요하지 않은 경우가 많습니다.
산화 환경에서 열처리가 완료된 후 어닐링된 표면에 형성된 산화물은 질산과 불산의 혼합물과 같은 산세 용액에서 제거됩니다. 산세 후에는 스테인리스 스틸 표면을 철저히 헹구어 잔류 산성 용액을 씻어내야 합니다.
이러한 합금은 열처리를 통해 경화할 수 없습니다.
IX. 청결
스테인리스 스틸은 제조부터 최종 사용까지, 심지어 표준 작동 조건에서도 수명 주기 내내 표면 청결을 유지하는 것이 중요합니다. 이러한 관행은 소재 고유의 내식성과 미적 매력을 보존하는 데 필수적입니다.
용접 공정 중에는 산화를 최소화하기 위해 불활성 가스 차폐 기술을 사용합니다. 용접 후에는 전용 스테인리스 스틸 브러시를 사용하여 산화물과 슬래그를 반드시 제거해야 합니다. 탄소강 브러시는 스테인리스 스틸 표면에 탄소강 입자를 침전시켜 국부 부식을 일으킬 수 있으므로 사용을 엄격히 금지합니다. 중요한 애플리케이션이나 고성능 환경에서는 산화물과 슬래그를 완전히 제거하여 최적의 내식성을 보장하기 위해 용접 부위를 특수 산세 용액(일반적으로 질산과 불산의 혼합물)으로 처리해야 할 수 있습니다.
화학 처리 후에는 스테인리스 스틸 표면을 탈이온수로 꼼꼼하게 헹구어 산성 잔여물을 모두 제거하여 잠재적인 구멍이나 응력 부식 균열을 방지해야 합니다.
환경적 요인은 유지보수 요건에 큰 영향을 미칩니다. 내륙 지역의 경공업 애플리케이션은 일반적으로 최소한의 유지보수가 필요합니다. 오염물질이 쌓이기 쉬운 차폐된 공간이나 오목한 공간에 대해서만 가압수를 사용한 주기적인 청소가 필요할 수 있습니다. 그러나 중공업 환경에서는 습기와 부식제를 가두어 스테인리스 스틸의 패시브 층과 표면 무결성을 손상시킬 수 있는 축적된 미립자를 제거하기 위해 정기적이고 철저한 세척을 강력히 권장합니다.
설계 단계부터 청결도를 고려하면 유지보수가 상당히 용이해집니다. 둥근 필렛, 넓은 내부 반경, 이음매 없는 구조를 갖춘 장비는 세척 공정을 단순화할 뿐만 아니라 전기 연마와 같은 표면 처리의 효과를 높여 내식성과 세척성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
제공된 참조 데이터는 일반적인 분석을 나타내며 최종 제품에 대한 최종 사양이나 절대적인 한계로 해석해서는 안 된다는 점에 유의해야 합니다. 재료 특성은 특정 생산 배치, 처리 방법 및 사용 목적에 따라 달라질 수 있습니다. 중요한 애플리케이션에 대한 정확한 조성 및 기계적 특성 데이터는 항상 제조업체의 인증된 재료 테스트 보고서를 참조하시기 바랍니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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