알아야 할 모든 것: Super 13Cr
1. 서론 및 개요
슈퍼 13Cr 뛰어난 기계적 강도와 적당한 내식성으로 유명한 마르텐사이트계 스테인리스 강철 합금으로, 까다로운 환경에 이상적입니다. 원래 석유 및 가스 응용 분야를 위해 개발된 Super 13Cr은 특히 염화물 유도 응력 부식 균열(SCC)이 문제가 되는 적당히 부식성 환경에서 합금이 높은 재료에 대한 비용 효율적인 대안을 제공합니다.
Super 13Cr 스테인리스 강은 기존 13Cr 스테인리스 강에 비해 기계적 성질이 뛰어나고 내식성이 개선되어 석유 및 가스, 화학 처리, 펄프 및 제지, 해양 및 연안, 대기 오염 제어, 발전 등의 산업에서 널리 사용됩니다.
2. 사용 가능한 Super 13Cr 제품 및 사양
Super 13Cr은 다양한 응용 분야 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 형태로 제공됩니다.
- UNS 번호: S41426
- 일반 이름: 슈퍼 13Cr
- 서 번호: 1.4009
- ASTM/ASME 표준: ASTM A276, A479, A182
- 제품 형태: 파이프, 튜브, 술집, 막대, 단조 재고
3. Super 13Cr의 응용 분야
Super 13Cr은 강도, 경도, 내식성이 결합되어 다양한 응용 분야에 적합합니다.
- 석유 및 가스: CO₂ 및 제한적인 H₂S 노출이 있는 약간 부식성 환경의 튜빙, 케이싱 및 파이프라인.
- 화학 처리: 중간 정도의 공격성을 지닌 화학물질을 처리하는 장비 및 배관 시스템.
- 펄프 및 종이: 혹독한 화학 처리 환경에 노출된 부품.
- 해양 및 해외: 펌프, 밸브 및 기타 해양 구조물을 포함한 해수 처리 구성 요소.
- 발전: 증기 터빈 블레이드와 구성품은 고온과 부식에 노출됩니다.
- 대기 오염 통제: 공격적인 연기 가스와 산성 환경에 노출된 부품.
- 식품 가공: 위생과 내식성이 중요한 환경에서 사용되는 장비입니다.
- 고효율 주거용 퍼니스: 고온에서도 재료의 내구성이 뛰어나 열교환이 가능합니다.
4. 내식성 특성
Super 13Cr은 특히 CO₂가 포함된 환경에서 기존 13Cr 스테인리스 스틸보다 더 나은 내식성을 제공합니다. 그러나 황화물 응력 균열의 위험으로 인해 상당한 H₂S 함량이 있는 환경에는 적합하지 않습니다. 이 합금은 염화물이 포함된 환경에서 우수한 침식 및 틈새 부식 저항성을 제공하며 적당한 염화물 농도에서 응력 부식 균열에 강합니다.
5. 물리적 및 열적 특성
- 밀도: 7.7g/cm³
- 용융 범위: 1,400–1,450°C
- 열전도도: 20°C에서 25W/mK
- 비열: 460 J/kg·K
- 열팽창계수: 10.3 x 10⁻⁶/°C (20–100°C)
6. 화학성분
Super 13Cr의 일반적인 화학 성분은 다음과 같습니다.
- 크롬(Cr): 12.0–14.0%
- 니켈(Ni): 3.5–5.5%
- 몰리브덴(Mo): 1.5–2.5%
- 탄소(C): ≤0.03%
- 망간(Mn): ≤1.0%
- 실리콘(Si): ≤1.0%
- 인(P): ≤0.04%
- 유황(S): ≤0.03%
- 철(Fe): 균형
7. 기계적 특성
- 인장강도: 690–930MPa
- 항복 강도: 550~650MPa
- 연장: ≥20%
- 경도: 250–320헤비
- 충격 인성: 특히 열처리 후 매우 우수함.
8. 열처리
Super 13Cr은 일반적으로 열처리를 통해 경화되어 기계적 특성을 개선합니다. 열처리 공정에는 원하는 강도와 인성의 조합을 달성하기 위한 담금질 및 템퍼링이 포함됩니다. 일반적인 열처리 주기는 다음과 같습니다.
- 솔루션 어닐링: 950~1050℃로 가열한 후 급속 냉각함.
- 템퍼링: 경도와 인성을 조절하기 위해 600~700°C로 재가열합니다.
9. 형성
Super 13Cr은 열간 또는 냉간 성형이 가능하지만, 강도가 높고 연성이 낮아 오스테나이트 등급보다 성형하기가 더 어렵습니다. 성형 전 예열과 성형 후 열처리는 종종 균열을 방지하기 위해 필요합니다.
10. 용접
Super 13Cr 용접은 균열을 피하고 내식성을 유지하기 위해 주의 깊게 제어해야 합니다. 예열 및 용접 후 열처리(PWHT)가 일반적으로 필요합니다. 필러 재료는 용접 품질을 보장하기 위해 Super 13Cr과 호환되어야 합니다. 수소 취성을 피하기 위해 특별한 주의가 필요합니다.
11. 용접부 부식
Super 13Cr 용접은 특히 열 영향 구역(HAZ)에서 국부 부식에 취약할 수 있습니다. 용접 후 열처리는 내식성을 회복하고, 잔류 응력을 줄이고, 용접 부위의 인성을 개선하는 데 중요합니다.
12. 석회질 제거, 피클링 및 세척
Super 13Cr의 스케일 제거는 열처리 중에 단단한 산화물 스케일이 형성되기 때문에 어려울 수 있습니다. 블라스팅이나 산세 용액을 사용한 화학적 처리와 같은 기계적 방법을 사용하여 스케일을 제거할 수 있습니다. 합금은 오염을 피하고 최적의 내식성을 보장하기 위해 산세 후 철저한 세척이 필요합니다.
13. 표면 경화
Super 13Cr은 내식성을 손상시키지 않고 내마모성을 향상시키기 위해 질화와 같은 표면 경화 처리를 거칠 수 있습니다. 질화는 연마 및 고마찰 환경에서 합금의 내구성을 개선하는 데 도움이 됩니다.
결론
Super 13Cr은 적당한 내식성과 높은 기계적 강도가 필요한 산업에 다재다능한 솔루션을 제공합니다. 균형 잡힌 특성으로 인해 석유 및 가스, 화학 처리, 해양 응용 분야 등에서 인기 있는 선택입니다. 내식성에서 용접성에 이르기까지 고유한 특성을 이해함으로써 엔지니어와 재료 전문가는 특정 환경에서 성능과 수명을 최적화하기 위한 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있습니다.
이 블로그 게시물에서는 Super 13Cr의 사양과 특성에 대한 포괄적인 개요를 제공하여 산업계에 이 고급 소재를 최대한 활용할 수 있는 지식을 제공합니다.
