강철 1.4501 슈퍼 듀플렉스 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55

1.4501강 – 오스테나이트-페라이트 구조의 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강, 크롬-니켈-몰리브덴에 구리, 텅스텐 및 질소를 첨가한 합금, PN-EN 10088 X2CrNiMoCuWN25-7-4, UNS S32760, ASTM A182 F55.

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1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55 봉강 – 열간압연, 박피 및 인발
평철 1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55
단조봉 1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55
단조품 1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55 – 개방형 금형 단조 큐브 및 샤프트
파이프 1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55
시트 1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55 – 열연, 냉연

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슈퍼 듀플렉스강 1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55의 화학 조성을 동급 및 기준 등급과 비교

강철 등급표준CMn SiPSCrNiMoCuInne
1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4EN최대 0.03최대 1.0최대 1.00최대 0.035최대 0.01524.0-26.06.0-8.03.0-4.00.5-1.0N: 0.20–0.30; W: 0.5 - 1.0
UNS S32760 / F55 / S39276ASTM/UNS최대 0.03최대 1.0최대 1.00최대 0.030최대 0.01024.0-26.06.0-8.03.0-4.00.5-1.0N: 0.20–0.30; W: 0.5 - 1.0
CrNiMo25-7-4ISO최대 0.03최대 1.0최대 1.00최대 0.030최대 0.01024.0-26.06.0-8.03.0-4.00.5-1.0N: 0.20–0.30; W: 0.5 - 1.0
Z3CNDU25-06Az / Z 3CNDU 25-06 AzAFNOR최대 0.03최대 2.0최대 0.75최대 0.030최대 0.01024.0-26.05.0-7.03.5-4.31.0-2.0N: 0.24 - 0.35
329SUNI최대 0.030.4-1.00.20-0.70최대 0.030최대 0.01024.5-26.06.5-7.03.0-4.00.5-1.0N: 0.20–0.30; W: 0.5 - 1.0
02Ch25N7M4 / 02Х25Н7М4GOST최대 0.03최대 1.0최대 1.00최대 0.030최대 0.01024.0-26.06.0-8.03.0-4.00.5-1.0N: 0.20–0.30; W: 0.5 - 1.0
UNS J93380 / A781 등급 6A / CD3MWCuNASTM/UNS최대 0.03최대 1.0최대 1.00최대 0.025최대 0.03024.0-26.06.5-8.53.0-4.00.5-1.0N: 0.20–0.30; W: 0.5 - 1.0
UNS S32750/F53/2507/S39275ASTM/UNS최대 0.03최대 1.2최대 0.80최대 0.035최대 0.02024.0-26.06.0-8.03.0-5.0최대 0.50N: 0.24 - 0.32
02Ch25N7M3 / 02Х25Н7М3GOST최대 0.03최대 1.0최대 0.75최대 0.030최대 0.03024.0-26.05.5-7.52.5-3.50.2-0.8N: 0.10–0.30; W: 0.1 - 0.5

강철 1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55 – 등급 특성

스탈 1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55 고합금 스테인리스강 재질입니다. 슈퍼 듀플렉스 페라이트-오스테나이트 2상 미세구조를 갖는 이 등급은 두 가지 특성이 모두 요구되는 용도에 맞게 개발되었습니다. 매우 높은 기계적 강도와 부식성 환경에 대한 높은 저항성을 가지고 있습니다.특히 해수, 염수, 염화물 용액 및 특정 산성 매체.
1.4501 강철은 대략 다음과 같은 성분을 포함합니다. 크롬 25%, 니켈 6~8%, 몰리브덴 3~4%, 질소 0,20~0,30%UNS S32760 등급의 특징 중 하나는 추가 합금이 함유되어 있다는 점입니다. 구리(Cu) i 텅스텐(W)널리 사용되는 슈퍼 듀플렉스와의 가장 중요한 차이점 중 하나는 구리와 텅스텐의 존재입니다. 1.4410 / UNS S32750.
크롬, 몰리브덴, 질소 함량이 높고 텅스텐이 첨가된 이 소재는 국부 부식에 대한 저항성이 매우 뛰어나며, 구리는 특정 산성 환경에서 소재의 특성 개선에 긍정적인 영향을 미칩니다.
1.4501 스테인리스강은 2상 미세구조 덕분에 기존 오스테나이트계 스테인리스강보다 훨씬 높은 항복강도를 제공합니다. 따라서 1.4501 스테인리스강은 내식성뿐만 아니라 높은 하중 지지력, 기계적 하중에 대한 저항성, 그리고 부품 단면적 감소가 요구되는 구조물에 사용될 수 있습니다.
표 F55 주로 해당 ASTM/ASME 표준에 따라 제조된 단조품 및 단조 부품과 관련하여 발생하며, 미국에서 일반적으로 사용되는 등급 명칭은 다음과 같습니다. UNS S32760.

1.4501강의 미세구조

1.4501강은 두 가지 기본 상으로 구성된 구조를 가진 듀플렉스강 그룹에 속합니다. 페라이트와 오스테나이트두 상의 적절한 비율은 원하는 기계적 특성, 충격 강도 및 내식성을 달성하기 위한 조건 중 하나입니다.
페라이트는 높은 강도와 ​​염화물 응력 부식 균열에 대한 우수한 저항성을 비롯한 여러 특성을 제공하며, 오스테나이트는 재료의 연성과 충격 강도에 긍정적인 영향을 미칩니다. 이 두 상의 특성 조합은 슈퍼 듀플렉스강의 고성능을 나타내는 주요 원인 중 하나입니다.
하지만 부적절한 열처리나 용접으로 인해 상평형이 깨질 수 있습니다. 특히 시그마 상을 비롯한 금속간 화합물이 형성되는 것은 매우 바람직하지 않은데, 이는 충격 강도와 내식성을 크게 저하시킬 수 있습니다.

합금 원소가 1.4501강의 특성에 미치는 영향

1.4501강의 뛰어난 성능은 신중하게 선택된 화학적 조성에서 비롯됩니다. 각 원소는 미세 구조, 강도 및 내식성을 형성하는 데 서로 다른 역할을 합니다.

  • 크롬(Cr) – 강철 표면을 부식으로부터 보호하는 보호막의 형성과 안정성에 중요한 역할을 하는 기본 요소입니다.
  • 니켈(Ni) – 오스테나이트를 안정화시키고 페라이트-오스테나이트 구조의 적절한 균형을 얻을 수 있도록 합니다.
  • 몰리브덴(Mo) - 특히 염화물을 함유한 환경에서 공식 및 틈새 부식에 대한 저항성을 크게 향상시킵니다.
  • 질소(N) 기계적 강도를 증가시키고 오스테나이트를 안정화시키며 공식 부식 저항성에 매우 큰 영향을 미칩니다.
  • 구리(Cu) – 황산을 포함한 특정 산성 환경에 대한 저항성을 향상시킵니다.
  • 텅스텐(W) – 국부적인 부식 저항성을 향상시키며, 텅스텐 함유 합금에 사용되는 확장된 PREN 방정식에 포함될 수 있습니다.

1.4501강의 내식성

1.4501강의 가장 중요한 특징 중 하나는 다음과 같습니다. 매우 높은 내식성특히 염화물을 함유한 부식성 환경에서 그렇습니다.
높은 크롬 함량은 안정적인 부동태 피막 형성에 기여하며, 몰리브덴, 질소, 텅스텐은 국부 손상에 대한 저항성을 증가시킵니다. 이러한 특성 덕분에 이 소재는 기존의 오스테나이트강이나 표준 듀플렉스강으로는 충분한 내구성을 확보하기 어려운 환경에서도 사용할 수 있습니다.
1.4501 강철은 다음과 같은 특성에 대한 저항력이 매우 뛰어납니다:

염화물 응력 부식 균열에 대한 높은 저항성은 해양 및 해상 설비, 열교환기 및 파이프라인과 같이 재료가 응력과 부식성 매체에 동시에 노출되는 곳에서 특히 중요합니다.

구리를 첨가하면 S32760의 특정 산성 환경에 대한 적합성이 향상됩니다. 따라서 이 소재는 화학, 석유화학 및 습식야금 산업에서도 사용됩니다.

하지만 내식성은 작동 조건에 따라 변하는 일정한 특성이 아니라는 점을 명심해야 합니다. 재료를 선택할 때는 온도, pH, 염화물 농도, 산의 종류 및 농도, 틈새 및 침전물의 존재 여부, 유체 유속, 표면 상태, 시공 방법 등의 요소를 고려해야 합니다.

PREN 강철 1.4501 / UNS S32760

PREN 지수는 스테인리스강의 공식 부식 발생에 대한 저항성을 대략적으로 비교하는 데 사용됩니다.

기본 방정식 중 하나는 다음과 같습니다.
PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N
텅스텐을 함유한 강철의 경우, 텅스텐의 영향을 고려하기 위해 확장된 관계식이 사용되기도 합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
PREN = %Cr + 3,3 × (%Mo + 0,5 × %W) + 16 × %N
강철의 경우 1.4501 / UNS S32760 PREN 값은 고합금 슈퍼 듀플렉스강에서 일반적으로 나타나는 수준이며 대개 이를 초과합니다. 40용융물의 실제 화학적 조성과 채택된 방정식에 따라 달라집니다.
높은 PREN 값은 공식 부식 발생에 대한 저항성이 매우 높다는 것을 나타내지만, 모든 조건에 대한 저항성을 자동으로 의미하는 것은 아닙니다. PREN은 주로 다음과 같은 요소에 의해 결정됩니다. 비교 지표재료 선택을 위한 독립적인 기준이 아닙니다.

강철 1.4501 및 1.4410 – UNS S32760 및 UNS S32750

부실 1.4501 / UNS S32760 oraz 1.4410 / UNS S32750 그룹에 속하다 슈퍼 듀플렉스 강철두 등급 모두 크롬, 몰리브덴 및 질소 함량이 높고 기계적 강도가 우수하며 염화물 환경에서 국부 부식에 대한 저항성이 매우 뛰어난 것이 특징입니다.
중요한 특징 S32760 추가 정차가 있습니다 구리 i 텅스텐텅스텐은 국부 부식에 대한 저항성을 높여주고, 구리는 특정 산성 환경에서 재료의 성능을 향상시킵니다.
이러한 이유로 S32750과 S32760은 자동으로 동일하거나 상호 교환 가능한 재료로 간주되어서는 안 됩니다.선택 시에는 작동 매체, 온도, 설계 요구 사항, 관련 제품 표준 및 특정 프로젝트 요구 사항을 고려해야 합니다.

1.4501강의 기계적 특성

1.4501강의 2상 미세구조는 일반적인 오스테나이트계 스테인리스강보다 훨씬 높은 항복강도를 제공합니다. 이는 슈퍼 듀플렉스강의 주요 설계 장점 중 하나입니다.
높은 강도는 높은 하중 지지력을 가진 요소 설계를 가능하게 하며, 적절하게 설계된 구조물에서는 항복 강도가 낮은 재료에 비해 벽 두께나 단면적을 줄일 수 있게 해줍니다.

재산근사값
항복 강도 Rp0,2약 ≥ 530–550 MPa
인장 강도 Rm약 730~1000 MPa
신장 A약 20~25% 이상
경도제품 형태 및 배송 방식에 따라 다르며, 일반적으로 약 270~290HB로 제한됩니다.
탄성 계수 E약 200 GPa

제공된 값은 참고용입니다. 정확한 기계적 요구 사항은 제품 형태, 치수, 두께, 납품 조건 및 사용된 제품 표준 에 따라 달라집니다 . 설계 문서에는 항상 특정 제품에 대한 요구 사항을 참조해야 합니다.

1.4501 강철의 물리적 특성

1.4501강의 물리적 특성은 고합금 슈퍼 듀플렉스강의 특징을 나타냅니다. 일반적인 오스테나이트 스테인리스강과는 달리, 이 소재는 상당한 페라이트 함량으로 인해 자성을 띕니다.

재산근사값
Gęstość약 7,8 g/cm³
탄성 계수 E약 200 GPa
비열약 475–500 J/(kg K)
20°C에서의 열전도율약 14~15 W/(m·K)
20°C에서의 전기 저항약 0,80 µΩ m
열팽창 계수 (20~300°C)약 11 × 10⁻⁶ K⁻¹
자기적 특성자성강

스테인리스강의 용접성 1.4501

1.4501 강철은 용접이 가능하지만 슈퍼 듀플렉스 용접은 일반 오스테나이트강보다 더 정밀한 공정 제어가 필요합니다.목표는 내구성이 뛰어난 접합부를 만드는 것뿐만 아니라 용접부와 열영향부의 적절한 미세구조와 내식성을 유지하는 것입니다.
핵심적인 기술적 과제는 적절한 페라이트-오스테나이트 비율을 유지하는 것입니다. 부적절한 열처리 과정은 어느 한 상의 함량이 과도해지거나 바람직하지 않은 금속간 화합물 석출물이 형성되는 결과를 초래할 수 있습니다.
용접에는 다음과 같은 방법들을 사용할 수 있습니다:

  • 티그 141,
  • 미그/매그,
  • MMA 111,
  • 수중 아크 용접.

그것들은 특히 중요합니다. 선형 용접 에너지, 층간 ​​온도, 냉각 속도 및 적절한 용접봉 선택과도하거나 부족한 열 입력 모두 관절의 정상적인 구조를 손상시킬 수 있습니다.
용접 기술은 슈퍼 듀플렉스 강에 적합해야 하며, 특정 제품의 요구 사항과 이후 사용 조건을 고려해야 합니다.
용접할 표면은 깨끗해야 합니다. 특히, 탄소강 가공에 사용되었던 공구에서 발생한 철 입자로 인한 오염을 반드시 피해야 합니다. 용접 후에는 표면을 적절히 세척하고, 열로 인한 변색을 제거하며, 표면의 적절한 부동태화를 위한 조건을 복원해야 합니다.

1.4501강의 열처리

1.4501 강철은 주로 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 과포화 상태용체화 열처리의 목적은 적절한 페라이트-오스테나이트 미세구조를 얻고 바람직하지 않은 석출물을 용해하는 것입니다.
적절한 온도로 가열한 후에는 일반적으로 물을 이용하여 재료를 충분히 빠르게 냉각해야 합니다. 이렇게 하면 냉각 과정에서 바람직하지 않은 상이 방출될 가능성을 줄일 수 있습니다.
특히, 산화막 형성을 촉진하는 온도 범위에 재료가 장시간 노출되는 것을 피하는 것이 중요합니다. 시그마상 및 기타 금속간 화합물상이러한 물질의 존재는 충격 강도, 연성 및 내식성을 크게 저하시킬 수 있습니다.
슈퍼 듀플렉스 스틸 1.4501 이는 일반적인 경화 및 템퍼링 공정을 통해 경도를 높이기 위한 것이 아닙니다.마르텐사이트강의 특징입니다.

1.4501강의 기계 가공

높은 기계적 강도와 경화 경향으로 인해 1.4501강은 일반적인 스테인리스강보다 가공하기가 더 어렵습니다.
선삭, 밀링, 드릴링 및 기타 작업 시 다음 사항을 권장합니다.

  • 견고한 공작기계와 안정적인 공작물 고정,
  • 적절하게 선택되고 날카로운 도구,
  • 진동 감소,
  • 안정적인 절삭 매개변수,
  • 가공면과 공구 사이의 불필요한 마찰을 방지합니다.
  • 적절한 냉각 및 열 방출.

매개변수 설정이 잘못되면 표면층이 국부적으로 강화되고, 공구 마모가 가속화되며, 가공된 표면의 품질이 저하될 수 있습니다.

1.4501강의 플라스틱 가공

냉간 성형 시 슈퍼 듀플렉스강의 높은 항복 강도를 고려해야 합니다. 일반적인 오스테나이트강에 비해 더 높은 성형력이 필요할 수 있으며, 재질의 스프링백 현상도 더 크게 나타납니다.
열간 가공에는 제어된 가열, 변형 및 냉각이 필요합니다. 부적절한 열 순환은 바람직하지 않은 상의 형성과 재료 특성의 저하를 초래할 수 있습니다.
고온 가공이 많이 필요한 경우, 최종 재료 상태는 관련 제품 표준의 요구 사항을 충족하고 올바른 슈퍼 듀플렉스 미세 구조를 제공해야 합니다.

강철 1.4501 / UNS S32760 적용

매우 높은 기계적 강도와 부식성 환경에 대한 저항성을 모두 갖춘 1.4501강은 까다로운 산업 설비에 주로 사용됩니다.
유형:

  • 열교환기 및 냉각기,
  • 프로세스 파이프라인,
  • 고압 설비,
  • 해수 및 염수를 운송하는 설비,
  • 해수 담수화 시스템,
  • 펌프 및 펌프 부품
  • 샤프트, 로터 및 부싱,
  • 산업용 밸브 및 부속품
  • 해상 설비 및 시추 플랫폼,
  • 석유 및 가스 산업 장비,
  • 정유 시설,
  • 화학 및 석유화학 설비,
  • 화학 산업용 탱크 및 장비
  • 습식야금 장치,
  • 침출 공정 설비,
  • 펄프 및 제지 산업 설비,
  • 배기가스 정화 및 탈황 시스템
  • 압력 장비,
  • 선박 및 해양 설비의 구성 요소,
  • 염화물 함량이 높은 매체에 노출된 구조물.

1.4501 강재의 배송 방법

강철 1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55는 다음과 같은 다양한 형태의 강철 제품 및 반제품으로 공급될 수 있습니다.

  • 둥근 막대,
  • 말린 막대,
  • 인발봉,
  • 단조봉 및 축,
  • 평철,
  • 판과 판,
  • 이음매 없는 파이프,
  • 용접 파이프,
  • 자유형 단조품,
  • 단조 요소,
  • 반제품,
  • 크기에 맞춰 재단된 요소들.

특정 형태, 크기, 납품 조건 및 필수 테스트의 가용성은 관련 제품 표준 및 주문 요구 사항에 따라 각 사례별로 결정되어야 합니다.

1.4501 강재가 슈퍼 듀플렉스로 분류되는 이유는 무엇인가요?

그룹에 1.4501강을 포함시키는 것에 관하여 슈퍼 듀플렉스 결정적인 요인은 페라이트-오스테나이트 2상 미세구조, 높은 크롬, 몰리브덴 및 질소 함량, 높은 기계적 강도, 그리고 국부 부식에 대한 매우 높은 저항성의 조합입니다.
의 경우 UNS S32760 이러한 속성은 추가적으로 다음과 같은 요소들에 의해 뒷받침됩니다. 미에즈 i 볼프람이는 이 등급을 다른 인기 있는 슈퍼 듀플렉스 강과 구별 짓는 특징 중 하나입니다.
스탈 1.4501 / X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S32760 / F55 따라서 이 소재는 주로 표준 오스테나이트강이나 기존의 듀플렉스강이 요구되는 내식성과 기계적 강도의 조합을 제공하지 못하는 용도에 사용됩니다.
이는 특히 다음과 같은 경우에 적용됩니다. 해수, 염수, 염화물 함량이 높은 환경 및 까다로운 화학, 석유화학, 해양 및 석유·가스 설비하지만 적절한 재료를 선택할 때는 실제 작동 조건, 제품 표준 및 설계 요구 사항을 항상 고려해야 합니다.

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