페라이트계 스테인리스강은 고온 및 상온에서 체심 입방형 페라이트를 매트릭스 구조로 한 스테인리스강을 말합니다. 페라이트계 스테인리스강은 철과 크롬을 주원소로 하며 일반적으로 니켈을 포함하지 않으며 일부는 몰리브덴, 티타늄, 니오븀 및 기타 원소를 소량 포함합니다. 내 산화성, 내식성 및 염화물 부식 균열 저항성이 우수합니다. 또한, 페라이트계 스테인레스강은 열전도율이 크고, 팽창계수가 작으며, 내산화성이 좋고, 내응력부식성이 우수한 특성을 갖고 있습니다. 주로 대기, 수증기, 물 및 산화성 산 부식에 강한 부품을 제조하는 데 사용됩니다. 페라이트계 스테인리스강의 대표적인 등급은 ASTM에 따른 AISI 410(UNS S41000), AISI 420(UNS S42000), AISI 430(UNS S43000)입니다. EN 표준에 따른 1.4006, 1.4021, 1.4016 등.
페라이트계 스테인리스강은 크롬 함량에 따라 저크롬, 중크롬, 고크롬으로 구분됩니다. 강철의 순도, 특히 탄소 및 질소 불순물의 함량에 따라 일반 페라이트계 스테인레스강과 초순수 페라이트계 스테인레스강으로 나눌 수 있습니다. 일반 페라이트계 스테인리스강은 저온 및 실온 취성, 노치 민감도, 입계 부식 경향이 높고 용접성이 떨어지는 단점이 있습니다. 이러한 유형의 강철은 이전에 개발되었지만 산업적 적용이 크게 제한되었습니다. 일반 페라이트계 스테인리스 강의 이러한 결함은 강의 순도, 특히 강의 내 탄소 및 질소와 같은 격자간 원소의 높은 함량과 관련이 있습니다. 강철의 탄소와 질소가 충분히 낮으면 위의 단점은 기본적으로 극복될 수 있습니다.
비교오스테나이트계 스테인리스강, 페라이트계 스테인레스강은 내식성, 내열성 및 가공성이 우수합니다. 페라이트 상은 탄소를 거의 용해하지 못하므로 페라이트는 부드럽고 변형되기 쉬운 특성을 갖는다. 마르텐사이트계 스테인레스강과 마찬가지로 격자구조가 체심입방구조이므로 상자성이므로 페라이트계 스테인레스강은 자성을 띤다. 오스테나이트계 스테인리스강은 면심 입방체 구조로 인해 비자성입니다.
페라이트계 스테인리스강의 가격은 상대적으로 저렴하고 안정적일 뿐만 아니라 독특한 특징과 장점도 많이 가지고 있습니다. 페라이트계 스테인리스강이 매우 우수한 대체 소재임이 입증되었습니다.
일반 페라이트계 스테인리스강
이러한 강철에는 저, 중, 고 크롬 함량이 포함됩니다. 저크롬 페라이트계 스테인리스강에는 중국의 00Cr12 및 0Cr13Al과 같이 약 11%~14%의 크롬이 포함되어 있습니다. 미국 AISI 400, 405, 406MF-2. 이 유형의 강철은 인성, 가소성, 냉간 변형 및 용접성이 우수합니다. 강철에는 일정량의 크롬과 알루미늄이 함유되어 있어 내산화성, 내식성이 우수합니다. 405는 석유정제탑, 탱크라이닝, 증기터빈 블레이드, 고온유황부식방지장치 등으로 사용할 수 있다. 400은 가전제품, 사무용품 등으로 사용된다. 409는 자동차 배기 머플러 시스템 장치, 냉·온수관 등에 사용되며, 등. 중간 크롬 페라이트계 스테인리스강의 크롬 함량은 중국의 1Cr17 및 1Cr17Mo와 같이 14%~19%입니다. 미국의 경우 AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439. 이 유형의 강철은 녹 및 내식성이 더 좋습니다. 가공경화계수가 작고(n≒2), 딥드로잉 성능은 좋으나 연성이 좋지 않습니다. AISI 430 페라이트계 스테인리스강은 건축장식, 자동차장식, 주방기기, 가스버너, 질산산업기기 부품 등에 사용됩니다. AISI 434는 자동차 및 건축물의 외장장식에 사용됩니다. 439는 가스 온수기, 석탄 및 가스 파이프라인 등의 호스로 사용됩니다. 고크롬 페라이트계 스테인리스강에는 중국의 Cr18Si2 및 Cr25, 미국의 AISI 442, AISI 443 및 AISI 446과 같이 19% ~ 30%의 크롬이 포함되어 있습니다. 주. 이러한 강철은 내산화성이 우수합니다. AISI 442는 대기 중에서 연속 사용되며, 상한 온도는 1035°C, 연속 사용 가능한 최대 온도는 980°C입니다. AISI 446 페라이트계 스테인리스강은 내산화성이 더 좋습니다.
고순도 페라이트계 스테인레스 스틸l
이 유형의 강철에는 극히 낮은 탄소, 질소가 포함되어 있습니다. 높은 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 니오븀 및 기타 원소. 중국의 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2 등. 이 유형의 강철은 우수한 기계적 특성(특히 인성), 용접성, 입계 부식 저항성, 내공식성, 틈새 부식 저항성 및 우수한 응력 부식 균열 저항성을 갖습니다. 예를 들어, 18-2 페라이트계 스테인리스강은 질산, 아세트산, NaOH에 대한 내식성이 우수하고, 3% NaCl 및 FeCl3에 대한 공식 내식성은 다양한 매체에서 18-8 오스테나이트계 스테인리스강, 26CrMo강과 동등하거나 초과합니다. 내식성 , 특히 유기산, 산화성 산 및 강알칼리에서 발생합니다. 강한 염화물 매질에서 내공식성이 우수합니다. 염화물, 황화수소, 과황산, 강알칼리에서는 응력부식균열이 발생하지 않습니다. 30Cr-2Mo는 내응력 부식성을 유지하면서 공식 및 틈새 부식에 대한 저항성이 더 높습니다.
페라이트계 스테인레스강의 내식성
(1) 균일한 부식.
크롬은 부동태화하기 가장 쉬운 원소입니다. 대기 환경에서 크롬 함량이 12% 이상인 철-크롬 합금은 자체 부동태화될 수 있습니다. 산화 매체에서 크롬 함량은 17% 이상이면 부동태화될 수 있습니다. 일부 부식성 매체에서는 우수한 내식성을 얻기 위해 높은 크롬과 몰리브덴, 니켈, 구리 및 기타 원소를 첨가할 수 있습니다.
(2) 입계 부식.
오스테나이트계 스테인리스강과 같은 페라이트계 스테인리스강은 입계 부식이 발생하지만 이러한 부식을 방지하기 위한 예민화 처리 및 열처리는 정반대입니다. 페라이트계 스테인리스강은 925°C 이상의 급냉으로 입계부식이 발생하기 쉽고, 650~815°C에서 단기간 담금질을 하면 입계부식이 발생하기 쉬운 상태(감응상태)가 해소됩니다. 페라이트 강의 입계 부식은 탄화물 석출로 인한 크롬 고갈의 결과이기도 합니다. 따라서 강철의 탄소 및 질소 함량을 줄이고 티타늄 및 니오븀과 같은 원소를 추가하면 입계 부식에 대한 민감성을 줄일 수 있습니다.
(3) 피팅 및 틈새 부식.
크롬과 몰리브덴은 스테인리스강의 공식 및 틈새 부식 저항성을 향상시키는 가장 효과적인 원소입니다. 크롬 함량이 증가함에 따라 산화막의 크롬 함량도 증가하여 필름의 화학적 안정성이 증가합니다. 몰리브덴은 활성 금속 표면에 MoO4 형태로 흡착되어 금속의 용해를 억제하고, 재부동태화를 촉진하며, 필름의 손상을 방지합니다. 따라서 고크롬 및 몰리브덴 페라이트계 스테인리스강은 공식 및 틈새 부식에 대한 저항성이 뛰어납니다.
(4) 응력 부식 균열에 대한 내성.
페라이트계 스테인레스강은 조직구조의 특성상 오스테나이트계 스테인레스강이 응력부식균열을 일으키는 매질에서 내식성을 가집니다.
페라이트계 스테인레스 강의 기계적 성질
페라이트계 스테인리스강은 상변화가 없기 때문에 열처리로 강화할 수 없습니다. 일반적으로 700~800°C에서 어닐링한 후 사용합니다. 철과 크롬의 원자 크기가 비슷하기 때문에 고용 강화 효과가 작고, 페라이트계 스테인레스강의 항복강도와 인장강도가 저탄소강보다 약간 높으며 연성은 저탄소강보다 낮습니다. .
1) 일반 페라이트계 스테인리스 강의 실온 취성.
일반 페라이트계 스테인리스강은 노치에 민감하며, 저크롬 페라이트계 스테인리스강을 제외하고 취성 전이 온도는 실온보다 높습니다. 크롬 함량이 높을수록 저온 취성이 커집니다. 이러한 냉간 취성은 강 중의 탄소, 질소 등의 격자간 원소와 관련이 있는데, 초순수 페라이트강은 탄소, 질소 등의 격자간 원소의 탄소 함량이 매우 낮아서 좋은 인성을 얻을 수 있고, 취성 전이가 잘 되는 강입니다. 온도를 실온 이하로 낮출 수 있습니다.
2) 일반 페라이트계 스테인레스 강의 고온 취화.
일반 페라이트계 스테인리스강은 927°C 이상으로 가열한 후 상온으로 급속 냉각하면 가소성과 인성이 크게 감소합니다. 이러한 고온 취화는 427~927°C의 온도에서 결정립계에 탄소(질화물) 화합물이 빠르게 석출되거나 전위되는 것과 관련이 있습니다. 강철의 탄소 및 질소 함량을 줄이면(초순수 기술 사용) 이러한 취성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 또한, 페라이트계 강을 927°C 이상으로 가열하면 결정립 용량이 조대화되고, 조대한 결정립으로 인해 강의 소성 및 인성이 저하됩니다.
3) σ상 형성.
철-크롬 상 다이어그램에 따르면, 500~800°C에서 유지되면 40%~50% 크롬을 함유한 합금은 단일상 σ를 형성하고, 20% 미만 또는 70% 이상의 크롬을 함유한 합금은 형성됩니다. α+σ 이중상 구조. σ상의 형성은 강철의 연성 및 인성을 크게 감소시킵니다. 따라서 페라이트계 스테인리스강은 500~800°C에서 장기간 사용해서는 안 됩니다.
4) 475°C에서의 취성.
고크롬(>15%) 페라이트강은 400~500°C에서 보관하면 매우 부서지기 쉽습니다. 이러한 종류의 취성은 σ 상의 석출보다 짧은 시간이 소요됩니다. 예를 들어, 0.080C-0.4Si-16.9Cr 페라이트계 스테인리스강을 450°C에서 4시간 동안 보관하면 상온 충격 인성이 거의 0으로 떨어집니다. 크롬 함량이 증가할수록 취성 정도는 증가하지만, 600°C 이상에서 처리하면 인성이 회복됩니다. 475°C에서의 취성은 크롬이 풍부한 알파상의 침전 결과입니다. 이러한 강철은 475°C 근처에서 가열되는 것을 피해야 합니다.
게시 시간: 2023년 5월 2일