듀플렉스 스테인레스 스틸 2205 주조: 특성 및 용도 검토

스테인레스 스틸 강도, 내식성 및 미적 특성이 탁월하게 결합되어 엔지니어링 및 기술 분야에서 가장 널리 사용되는 재료 중 하나입니다. 그러나 기존의 스테인레스강은 인성이 낮고, 용접성이 좋지 않으며, 가격이 비싸다는 한계점을 가지고 있습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 1970년대에 듀플렉스 스테인리스강(DSS)이라고 불리는 새로운 종류의 스테인리스강이 개발되었습니다.

다양한 등급의 듀플렉스 스테인레스 스틸 중에서 2205가 가장 널리 사용되고 연구되는 것입니다. 공칭 조성은 Cr 22%, Ni 5%, Mo 3%, N 0.15%입니다.

듀플렉스 스테인레스 스틸 2205의 화학 성분

듀플렉스 스테인레스 스틸 2205의 화학적 조성은 그 특성과 성능을 결정하는 데 중요합니다. 듀플렉스 스테인레스강 2205를 구성하는 주요 원소는 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 질소(N)입니다.

화학 성분	내용
Cr	22-23의 %	페라이트 상 형성 및 내식성 강화를 담당합니다.
Ni	4.5-6.5의 %	오스테나이트 상을 형성하고 연성 및 인성을 향상시키는 역할을 합니다.
Mo	3-3.5의 %	공식 및 틈새 부식에 대한 저항성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
N	0.14-0.2의 %	오스테나이트 상 안정화와 공식 및 틈새 부식 저항성 증가를 담당합니다.
C	0.03%	이러한 요소는 듀플렉스 스테인레스 스틸 2205의 특성 및 성능에 경미하거나 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 해당 함량은 가능한 한 낮게 유지되어야 합니다.
Mn	2%
Si	1%
P	0.03%
S	0.02%
Cu	0.5%

S31803과 같은 다양한 등급의 듀플렉스 스테인리스 스틸 2205가 있습니다. S32205, 화학 조성이 약간 다릅니다. 이 두 등급의 주요 차이점은 질소 함량입니다. S31803은 S32205보다 질소 함량이 낮기 때문에 S31803은 S32205보다 공식 및 틈새 부식 저항성이 낮습니다. 그러나 S31803은 S32205보다 페라이트 함량이 높기 때문에 S31803은 S32205보다 강도와 경도가 더 높습니다.

듀플렉스 스테인레스 스틸 2205의 기계적 성질

듀플렉스 스테인리스강 2205의 기계적 특성은 기존의 스테인리스강 및 기타 합금의 기계적 특성을 능가하므로 이 소재의 가장 매력적인 특징 중 하나입니다. 듀플렉스 스테인레스 스틸 2205의 기계적 특성에는 강도, 연성, 경도, 피로 및 파괴 인성이 포함됩니다.

내구력

강도는 가해진 힘에 따라 변형 및 파손에 저항하는 재료의 능력입니다.

듀플렉스 스테인리스강 2205의 항복 강도는 오스테나이트계 스테인리스강의 약 XNUMX배이며 고강도 저합금강의 항복강도와 비슷합니다.

듀플렉스 스테인레스강 2205의 인장강도는 오스테나이트계 스테인레스강보다 높고 석출경화 스테인레스강과 유사합니다.

연성

연성은 파손이나 균열 없이 소성 변형되는 재료의 능력입니다.

듀플렉스 스테인리스강 2205는 소성 변형 및 변형 경화를 제공하는 오스테나이트 상이 존재하기 때문에 연성이 좋습니다.

듀플렉스 스테인리스강 2205의 연신율과 면적 감소는 페라이트계 스테인리스강보다 높고 오스테나이트계 스테인리스강보다 낮습니다.

경도

경도는 압입이나 마모에 대한 재료의 저항성입니다.

듀플렉스 스테인리스강 2205의 경도는 오스테나이트계 스테인리스강보다 높고 마르텐사이트계 스테인리스강보다 경도가 낮습니다. 듀플렉스 스테인레스강 2205의 경도는 냉간 가공이나 노화에 의해 증가될 수 있지만 이로 인해 연성과 내식성이 감소할 수 있습니다.

피로

파괴 인성은 응력 하에서 균열 전파 및 파괴에 저항하는 재료의 능력입니다.

듀플렉스 스테인레스 스틸 2205는 페라이트와 오스테나이트 상이 균형있게 결합되어 강도와 인성의 균형이 잘 잡혀 있어 피로 저항성이 높습니다. 듀플렉스 스테인레스강 2205의 피로강도는 오스테나이트계 스테인레스강보다 높고 페라이트계 스테인레스강보다 낮습니다.

파괴 인성

파괴 인성은 응력 하에서 균열 전파 및 파괴에 저항하는 재료의 능력입니다.

듀플렉스 스테인리스강 2205는 연성 파괴와 에너지 흡수를 제공하는 오스테나이트 상의 존재로 인해 파괴 인성이 높습니다. 듀플렉스 스테인레스강 2205의 파괴인성은 페라이트계 스테인레스강보다 높고 오스테나이트계 스테인레스강보다 낮습니다.

2205 이중 스테인레스 스틸 주조 공정

듀플렉스 스테인레스강 2205의 주조 공정은 용융된 금속을 금형에 붓고 원하는 형상으로 응고시켜 거의 그물 모양의 부품을 생산하는 방법입니다.

금형 제작: 주형은 주물의 모양과 크기를 정의하는 구멍입니다.
녹이고 붓는 것: 용융 및 주입 공정에는 이중 스테인레스 스틸 2205를 액체 상태로 가열하고 이를 금형으로 옮기는 과정이 포함됩니다.
응고 및 냉각: 응고 및 냉각 공정에는 금형 내에서 액체 금속이 고체 금속으로 변형되는 과정이 포함됩니다.
탈형 및 청소: 탈형 및 세척 공정에는 주형에서 주물을 제거하고 주물에서 과도한 금속, 모래, 세라믹 또는 석고를 제거하는 작업이 포함됩니다.
검사 및 테스트: 검사 및 테스트 프로세스에는 사양 및 표준에 따라 주조품의 품질과 성능을 확인하는 작업이 포함됩니다.

듀플렉스 스테인레스 스틸 2205의 주조 공정은 다음과 같은 몇 가지 과제와 솔루션도 제시합니다.

뜨거운 균열: 열간균열은 금속의 열응력, 분리 또는 상변태로 인해 응고 중 또는 응고 직후에 주물에 균열이 형성되는 것입니다.
해결 방법 : 금형 설계, 주조 형상, 주입 온도, 냉각 속도 및 금속의 화학적 조성을 최적화하면 열간 균열을 방지하거나 줄일 수 있습니다.
위상 변환: 상변태는 금속의 온도, 조성 또는 변형으로 인해 응고 중 또는 응고 후에 주조물에서 페라이트 및 오스테나이트 상이 변화하는 것입니다.
분리: 분리는 액체 또는 고체 금속에 있는 원소의 용해도, 확산도 또는 밀도가 다르기 때문에 주물 내 합금 원소가 고르지 않게 분포되는 것입니다.

2205 이중 스테인레스 스틸 주조의 장점

듀플렉스 스테인레스 스틸 2205 주조는 단조, 압연 및 기계 가공과 같은 다른 방법에 비해 우수한 제조 방법입니다.

거의 순 형상 생산

듀플렉스 스테인리스강 2205 주조는 재료 낭비와 가공을 최소화하면서 복잡하고 큰 부품을 생산할 수 있습니다. 예를 들어, American Foundry Society의 연구에 따르면 밸브 본체를 주조하는 방법은 다음과 같습니다. 이중 스테인레스 스틸 2205 단조에 비해 소재는 40%, 가공시간은 30% 단축되었습니다.

고성능 및 내식성

듀플렉스 스테인레스 스틸 2205 주조는 페라이트와 오스테나이트의 균형 잡힌 미세 구조를 달성하여 고강도, 연성, 경도, 피로 저항 및 파괴 인성을 제공합니다.

듀플렉스 스테인레스 스틸 2205 주조는 크롬, 몰리브덴 및 질소 함량이 높기 때문에 구멍, 틈새, 응력 부식 균열 및 일반 부식과 같은 다양한 유형의 부식에도 견딜 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 이중 스테인레스 스틸 2205 주조는 석유 및 가스, 화학 및 해양 산업과 같은 까다로운 응용 분야에 적합합니다.