제품특징
염화물 응력 부식 균열에 대한 탁월한 저항성(핵심 장점)
S31803의 핵심 장점 중 하나는 이중 미세 구조로 인해 발생하는 염화물 응력 부식 균열(SCC)에 대한 탁월한 저항성입니다. 오스테나이트계 스테인리스강(예: 304L 및 316L)은 온도, 응력 및 염화물 이온의 복합적인 영향으로 염화물{4}} 함유 환경에서 SCC 파손에 매우 취약합니다. 대조적으로, S31803의 이중 구조는 염화물-유발 SCC에 대한 고유한 면역성을 제공합니다. 일반 오스테나이트계 스테인리스강은 60도 이상의 염화물 수용액에서 입계 SCC가 발생하기 쉬운 반면, S31803은 80도 이상의 고온 염화물에서도 오스테나이트계 스테인리스강에 대해 상당히 우수한 SCC 저항성을 나타냅니다.{11}} 이러한 특성으로 인해 해양 플랫폼, 석유 및 가스 처리 장비, 화학 플랜트와 같이 염화물 이온과 응력이 공존하는 응용 분야에 이상적인 재료 선택이 됩니다. 또한 이 합금은 NACE MR0175/ISO 15156 표준을 준수하므로 황화수소가 포함된 산성 오일 및 가스 환경에 적합합니다.
좋은 연성과 일치하는 높은 강도
S31803(450 MPa 이상)의 항복 강도는 316L의 약 2배이며, 인장 강도는 620 MPa 이상이고 연신율은 25% 이상입니다. 강도 수준은 일부 저-합금강과 비슷하거나 심지어 그 이상이며, 연성은 페라이트계 스테인리스강보다 훨씬 뛰어납니다. 동등한 설계 강도 하에서 S31803은 더 얇은 벽 두께와 구조적 경량화를 달성하여 재료비와 제조 비용을 절감할 수 있습니다.
공식 및 틈새 부식에 대한 탁월한 저항성
S31803의 높은 크롬(21-23%), 높은 몰리브덴(2.5-3.5%) 및 높은 질소(0.08-0.20%) 함량은 공식 및 틈새 부식에 대한 탁월한 저항성을 부여합니다. PREN 값은 약 32-39로 316L(25)보다 훨씬 높습니다. 해수, 염화물 용액 및 산성 염화물 매질과 같은 열악한 환경에서 S31803은 피팅의 시작 및 전파에 저항하는 안정적인 부동태 피막을 형성할 수 있습니다. CPT(임계 피팅 온도)는 일반적으로 25~35도 사이로, 이는 316L보다 현저히 높아 온대 해수 및 산업용 냉각수 시스템에서 피팅 천공 없이 안정적인 작동이 가능합니다.
좋은 용접 성능
S31803은 우수한 용접 특성을 나타냅니다. 1세대-듀플렉스 스테인리스강에 비해 2세대-듀플렉스강은 용접 열 사이클에 대한 민감도가 크게 감소했습니다. 접합에는 TIG, MIG, SMAW, SAW 등 다양한 용접 방법을 사용할 수 있습니다. 용접 중에 유해한 금속간 상(예: 시그마 상)의 석출을 방지하기 위해 입열량(권장 0.5-2.5 kJ/mm)과 층간 온도(일반적으로 150도 이하)를 제어해야 합니다. 용접 후 용액 어닐링은 일반적으로 필요하지 않지만, 내식성을 회복하려면 산세척이나 부동태화를 권장합니다. 용접이 약 30-50% 페라이트 미세 구조를 형성하도록 하려면 ER2209와 같은 적합한 필러 재료를 사용하는 것이 좋습니다.
우수한 열간 가공 및 냉간 가공 특성
S31803은 우수한 열간 가공 특성을 나타내며 950-1250도 온도 범위 내에서 열간 단조, 열간 압연, 열간 압출 및 기타 열간 가공 공정을 통해 형성될 수 있습니다. 최적의 열간 작동 온도 간격은 1000-1150도입니다. 열간 가공 후 최고의 이중 미세 구조와 기계적 특성을 얻으려면 용체화 처리(약 1020~1100도)가 필요합니다. 이 합금의 냉간 가공 성능은 페라이트계 스테인레스 강의 성능보다 우수하여 냉간 굽힘, 냉간 압연, 스탬핑 및 기타 성형 작업이 가능합니다. 그러나 가공 경화 경향은 오스테나이트계 스테인리스강보다 높습니다. 냉간 변형이 5~10%를 초과하는 경우 중간 어닐링을 수행하는 것이 좋습니다.
기술 사양
화학 성분(ASTM A240 / UNS S31803)
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요소 |
표준 요구 사항 |
메모 |
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Cr |
21.0 - 23.0% |
치밀한 부동태막을 형성하여 내식성을 부여하는 핵심요소. 페라이트-형성 요소 |
|
니 |
4.5 - 6.5% |
오스테나이트 안정화 요소는 이중 미세 구조의 형성을 촉진하고 인성을 향상시킵니다. |
|
모 |
2.5 - 3.5% |
크롬에 비해 공식 및 틈새 부식에 대한 저항성이 약 3배 향상되었습니다. |
|
N |
0.08 - 0.20% |
강력한 오스테나이트-형성 원소, 고용체 강화, 내공식성 및 항복강도 향상 |
|
망 |
2.0% 이하 |
탈산제, 소량 첨가 |
|
시 |
1.0% 이하 |
엄격히 통제되는 탈산소제 |
|
C |
0.030% 이하 |
탄화물 석출로 인한 내식성 저하를 방지하기 위한 엄격한 관리 |
|
P |
0.030% 이하 |
엄격하게 통제되는 불순물 원소 |
|
S |
0.020% 이하 |
뜨거운 취성을 방지하기 위해 엄격하게 제어되는 불순물 원소 |
|
철 |
남은 수량 (≈ 63.5%) |
매트릭스 요소 |
물리적 특성
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재산 |
값/범위 |
테스트 조건 |
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밀도 |
7.80g/cm3 |
실온(20도) |
|
녹는점 |
1300 - 1440도 |
- |
|
열전도율 |
≈ 15 W/(m·K) |
실온 |
|
열팽창 계수 (20-100도) |
≈ 13.0 × 10⁻⁶ /K |
오스테나이트계 스테인리스강 이하 |
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비저항 |
≈ 0.85 μΩ·m |
실온 |
|
탄성률(영률) |
190 - 200 GPa |
실온 |
|
푸아송비 |
0.25 - 0.29 |
실온 |
|
자기 |
강자성 |
이중 구조는 자성입니다. |
기계적 성질(용액 소둔 조건, 일반 값, ASTM A240)
|
재산 |
일반적인 값 |
사양 |
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인장강도 |
620 MPa 이상 |
ASTM A240 |
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항복 강도(0.2% 오프셋) |
450MPa 이상 |
ASTM A240 |
|
연장 |
25% 이상 |
ASTM A240 |
|
경도(브리넬) |
290HB(최대) |
- |
참고: S31803의 항복 강도는 316L의 약 2배이므로 벽 두께를 크게 줄여 구조적 경량화 및 비용 최적화를 달성할 수 있습니다.
피팅 저항 등가수(PREN) 비교
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재료 등급 |
PREN(Cr+3.3Mo+16N) |
내염화물 |
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S31803 (2205) |
32 - 39 |
훌륭한 |
|
316L |
≈ 25 |
일반적인 |
|
S32750 (2507) |
40 이상 |
매우 좋음 |
내식성(대표값)
|
중간 |
집중 |
온도 |
부식율 |
평가 |
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바닷물 |
- |
실온에서 고온까지 |
무시됨 |
훌륭한 |
|
염화물 용액(소금물) |
- |
고온 |
무시됨 |
훌륭한 |
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질산(HNO₃) |
40% 이하 |
실온 |
＜0.05 |
훌륭한 |
|
황산(H₂SO₄) |
40% 이하 |
실온 |
＜0.1 |
좋은 |
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염산(HCl) |
낮은 농도 |
실온 |
＜0.1 |
좋은 |
|
수산화나트륨(NaOH) |
- |
실온 |
무시됨 |
훌륭한 |
|
유기산(예: 아세트산, 구연산 등) |
- |
실온 |
무시됨 |
훌륭한 |
|
습식 염소 가스 |
- |
실온 |
무시됨 |
훌륭한 |
참고: S31803의 내식성은 대부분의 환경에서 316L 및 317L보다 우수합니다. 염화물- 함유 환경에서 응력 부식 균열(SCC)에 대한 우수한 저항성을 나타내지만, 고온 농축 염산, 불화수소산 및 농축 황산과 같은 강하게 환원되는 매체에서는 내식성이 제한됩니다. 수소- 함유 환경에서 이중 스테인리스강은 수소 취성에 취약하므로 신중한 평가가 필요합니다.
고온-성능
S31803은 적당한 온도에서 높은 강도를 유지합니다.
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온도 |
인장강도(MPa) |
성과유지율 |
|
실온(20도) |
620 이상 |
100% |
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200도 |
≈ 560 |
90% 이상 |
|
300도 |
≈ 500 |
81% 이상 |
장기-열 및 미세 구조 안정성:
S31803은 300도 이하의 온도에서 장기간 사용하는 동안 우수한 미세구조 안정성을 나타냅니다.-
메모:
300-500도 사이의 온도에 장기간 노출되면 475도 취성(페라이트 상의 스핀들 분해)이 발생하여 인성이 감소할 수 있습니다. 따라서 이 온도 범위 내에서는 장기간 사용을 권장하지 않습니다.
600~900도 범위에서 장기간 노출되면 시그마 상(금속간 화합물)이 석출되어 내식성과 인성이 크게 감소할 수 있습니다. 용체화 처리는 이 온도 범위를 빠르게 통과해야 합니다.
S31803은 1세대 듀플렉스 스테인레스강보다 유해한 상 석출에 덜 민감하지만 민감한 온도 범위를 빠르게 통과하려면 열처리 및 용접 중에 냉각 속도를 엄격하게 제어해야 합니다.
항산화 성능:
S31803은 800도 이하에서 보호 산화물 층을 형성할 수 있어 오스테나이트계 스테인리스강보다 더 나은 항산화 특성을 제공합니다. 더 높은 온도에서 장기간-사용하려면 산화 중량 증가를 평가하는 것이 좋습니다.
열처리 시스템
S31803의 열처리는 최종 미세 구조 및 특성에 결정적인 영향을 미치며, 일반적인 사양은 다음과 같습니다.
용액 처리(최적의 이중 미세 구조 및 포괄적인 특성을 얻기 위한):
1020~1100도까지 가열하고 충분한 시간(두께 인치당 약 2~4분) 동안 유지한 다음 물 담금질 또는 급속 공기 냉각을 수행합니다. 이는 약 50% 페라이트와 50% 오스테나이트로 구성된 이상적인 이중 미세 구조를 생성하여 최적의 내식성을 제공합니다.
2. 응력 완화 처리(용접/냉간 가공 후):
650~750도까지 가열하고 1~2시간 동안 유지한 다음 공기로 식힙니다. 이는 잔류 응력을 제거하는 데 사용됩니다. 그러나 이 온도 범위에서는 시그마 상 침전이 발생할 수 있습니다. 내식성에 미치는 영향을 주의 깊게 평가하는 것이 좋습니다.
메모:
1. 열처리는 σ상과 χ상의 석출을 방지하기 위해 600-900도의 민감한 온도 범위를 빠르게 통과해야 합니다.
2. The solution treatment temperature should not be too high (>1100도), 그렇지 않으면 과도한 페라이트 함량이 인성과 내식성에 영향을 미칩니다.
3. 표면 스케일 제거를 위해 열처리 후 산세나 패시베이션을 실시하는 것이 좋습니다.
용접 성능 및 공정 핵심 포인트
S31803은 우수한 용접 특성을 갖고 있으며 이는 2세대-듀플렉스 스테인리스강의 중요한 특징입니다.
1. 권장 용접 방법: TIG(GTAW), MIG(GMAW), SMAW, SAW, FCAW.
2. 열 입력 제어: 열 영향부에서 입자 조대화 및 유해한 상의 석출을 방지하기 위해 열 입력은 0.5-2.5 kJ/mm이고 층간 온도는 150도 이하를 권장합니다.
3. 보호가스: 용접 금속의 오스테나이트 함량을 증가시켜 용접부의 인성과 내식성을 향상시킬 수 있는 Ar + 1-2% N2의 혼합 가스를 사용하는 것이 좋습니다.
4. 용가재: 용접의 내식성이 모재 금속의 내식성보다 낮지 않도록 모재 금속과 일치하거나 과도하게 일치하는 ER2209 또는 E2209와 같은 이중 스테인리스강 용가재를 사용하는 것이 좋습니다.{3}}
5. 용접후-처리: 열영향부의 내식성을 회복하고 용접 산화변색을 제거하기 위해 산세 또는 부동태화를 수행하는 것이 좋습니다.- 산세척은 크롬-이 고갈된 층을 제거하는 데 있어 기계적 세척보다 더 효과적입니다.
자기특성 비교 및 용도선택
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성과 지표 |
S31803(2205 듀플렉스 스테인레스 스틸) |
316L(오스테나이트계 스테인리스강) |
S32750(2507 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 스틸) |
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항복강도(MPa) |
450 이상 |
≈ 220 |
550 이상 |
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인장강도(MPa) |
620 이상 |
≈ 520 |
800 이상 |
|
신장률(%) |
25 이상 |
40 이상 |
15 이상 |
|
PREN(공식 저항 등가수) |
32 - 39 |
≈ 25 |
40 이상 |
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SCC(염화물)에 대한 내성 |
훌륭한 |
차이(고감도) |
매우 좋음 |
|
자기 |
강자성 |
비자성- |
강자성 |
|
열전도율 |
더 높음(15W/m·K) |
더 낮음(약 14W/m·K) |
더 높은 |
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가격 |
중간 |
낮추다 |
더 높은 |
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선택 제안 |
석유 및 가스, 해양 플랫폼, 해수 담수화, 열 교환기, 고압 파이프라인 등 고강도, 내염소성,-부식성 환경에서 주로 사용됩니다.- |
염소가 없는-, 저온-, 낮은-강도 및 비자성 특성이 요구되는 일반 부식-환경에서 주로 사용됩니다. |
높은 염화물, 고온 및 강산성 환경과 같이 더 높은 강도와 내식성을 요구하는 응용 분야에 주로 사용됩니다. |
적용 가능한 미디어
1. 해수 및 염화물 용액: 공식 부식, 틈새 부식 및 응력 부식 균열에 대한 저항성이 뛰어납니다.
2. 산화성 산: 질산(40% 이하) 등 내식성이 우수합니다.
3. 적당히 농축된 환원산: 황산(40% 이하) 등.
4. 유기산 : 아세트산, 구연산, 포름산 등
5. 알칼리용액 : 수산화나트륨, 수산화칼륨 등
6. 석유 및 가스 매체를 함유한 염화물-: NACE MR0175 표준을 준수하는 석유 및 천연가스 탐사 및 처리 환경.
7. 고온- 수증기(온도 제한에 유의해야 함)
참고: S31803은 불화수소산 및 고온, 고농도 염산과 같은 강력한 환원성 매체에 내성이 없습니다. 수소- 함유 환경에서 이중 스테인리스강은 수소 취성에 취약하므로 신중한 평가가 필요합니다. 피해야 할 장기-사용 조건에는 475도 취화 및 σ-상 석출이 포함됩니다.
S31803(2205 듀플렉스 스테인리스강)은 고강도, 내염소성 및 적당한 내식성을 모두 요구하는 용도에 적합합니다. 다음 분야에서 사용하는 것이 좋습니다.
응용분야
-
석유 및 천연가스 산업(핵심 응용 분야)
● 유전 및 가스전 파이프라인 시스템, 수집 및 운송 파이프라인, 해저 파이프라인, 라이저
● 다운홀 도구, 수원 장비, 밸브, 파이프 피팅, 플랜지
● 세퍼레이터, 열교환기, 펌프, 밸브 부품
● 시추 플랫폼 모듈, 소방 시스템, 해수 리프트 펌프
● NACE MR0175 표준을 준수하는 산성 오일 및 가스 환경용 장비 -
화학 처리 및 석유화학 공학
● 압력 용기, 고압-압력 탱크, 원자로
● 열교환기, 응축기, 증발기
● 부식성 매체(염화물 환경 포함) 이송을 위한 파이프라인 시스템
● 증류탑, 흡수탑, 분리기
● 염소산염 제조설비 -
해양 공학 및 해수 담수화
● 담수화 플랜트 파이프라인, 고압-압력 역삼투(RO) 장치
● 해양플랫폼 구조부품, 해수열교환기
● 선박 평형수 시스템, 소방수 시스템 -
펄프 및 제지 산업
● 찜 용기, 표백 장비, 세탁기, 보관 처리 시스템 -
전력산업
● FGD 배가스 탈황 시스템, 흡수탑, 파이프라인 및 배가스 덕트
● 원자력 2차 냉각수 회로 배관 -
환경 보호 및 폐수 처리
● 폐수처리시스템, 배기가스 스크러버타워, 폐수처리설비 -
역학 및 구조적 구성 요소
● 고강도 및 내부식성- 환경을 위한 고압 회전 샤프트, 압착 롤, 블레이드, 임펠러, 패스너, 패스너, 기계 및 구조 부품-
● 압력용기, 식품가공장비
배송 및 맞춤화
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형태 |
 시트/플레이트
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 바/로드
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 파이프 / 튜브
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 스트립/시트 코일
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 와이어/선재
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|---|---|---|---|---|---|
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기존 범위 |
두께: 0.5 - 100mm |
직경 Φ6-500mm |
외경 Φ10-300mm |
두께: 0.1~3.0mm |
직경 Φ0.5-10mm |
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맞춤화 기능 |
열간 압연 또는 냉간 압연-판, 초박판-(0.1mm부터 시작), 스탬핑 부품, 지정된 치수로 길이{4}}절단, 특수 표면 처리(산세, 연마) |
단조봉, 열간압연봉, 광택봉, 성형봉, 각종 열처리 조건(용체화{1}}처리 조건) |
심리스 튜브/용접 튜브(ASTM A789/A790 준수), 고정 길이 절단, U-튜브 |
정밀 스트립 재료, 스탬핑 코일 스톡, 적층 블랭킹, 비표준 폭-, 특수 보호 필름 |
정밀 신선, 용접 필러 와이어, 특수 표면 처리 |
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FAQ
Q: S31803(2205 듀플렉스 스테인레스 스틸)의 주요 장점은 무엇입니까?
Q: S31803과 316L의 차이점은 무엇입니까? 그들 중에서 선택하는 방법은 무엇입니까?
Q: S31803과 S32205의 차이점은 무엇입니까?
Q: S31803의 최대 사용 온도는 얼마입니까?
Q: S31803의 용접 성능은 어떻습니까?
Q: S31803이 316L을 대체할 수 있습니까?
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