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Duplex 2205 (EN 1.4462)는 약 22% Cr, 5% Ni, 3% Mo를 함유한 혼합 오스테나이트-페라이트 미세조직을 가지고 있습니다. 표준 오스테나이트 등급의 항복강도의 약 2배이며 PREN이 약 35로, 공식부식, 틈부식 및 염화물 응력부식균열에 대한 우수한 저항성을 제공합니다.
개요
Duplex 2205는 전 세계에서 가장 널리 사용되는 이상 스테인리스강 등급입니다. 이중 상 미세조직(약 50% 오스테나이트 및 50% 페라이트)은 단일 상 오스테나이트 또는 페라이트 등급으로는 달성할 수 없는 성능의 조합을 제공합니다:
- 높은 항복강도(약 450 MPa 최소값) - 더 얇은 벽 두께와 무게 절감을 가능하게 함
- 우수한 인성 - 약 −40 °C까지
- 탁월한 염화물 내식성 — PREN ~35는 오스테나이트 316L (~24)보다 훨씬 높음
- 염화물 응력부식균열(SCC) 저항성 — 304 및 316이 고온 염화물 환경에서 취약한 파괴 모드
UNS 번호는 S32205 (이전 S31803)입니다. 유럽 표준은 1.4462입니다. ASME 응용에서 등급은 SA-790 S32205로 표시됩니다.
화학 조성 — Duplex 2205 / 1.4462
| 원소 | ASTM A790 S32205 | EN 1.4462 |
|---|---|---|
| 탄소 (C) | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 |
| 망간 (Mn) | ≤ 2.00 | ≤ 2.00 |
| 규소 (Si) | ≤ 1.00 | ≤ 1.00 |
| 인 (P) | ≤ 0.030 | ≤ 0.035 |
| 황 (S) | ≤ 0.020 | ≤ 0.015 |
| 크롬 (Cr) | 22.0 – 23.0 | 21.0 – 23.0 |
| 몰리브덴 (Mo) | 3.0 – 3.5 | 2.50 – 3.50 |
| 니켈 (Ni) | 4.5 – 6.5 | 4.5 – 6.5 |
| 질소 (N) | 0.14 – 0.20 | 0.10 – 0.22 |
질소는 이상 등급의 핵심 합금원소입니다. 오스테나이트 안정화원이고 항복강도를 높이며 공식 내식성을 크게 개선합니다 (0.1% N마다 PREN에 약 1.6을 추가). MTC는 질소를 보고해야 합니다.
PREN 계산
PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N
중간 조성의 일반적인 2205의 경우: PREN ≈ 22.5 + 3.3×3.0 + 16×0.17 ≈ 22.5 + 9.9 + 2.7 ≈ 35.1
이는 2205를 오스테나이트 316L (PREN ~24) 위에 우수하게 위치시키고 초급 이상 2507 (PREN ~43) 아래에 배치합니다.
기계적 성능 — Duplex 2205
| 성능 | ASTM A790 S32205 | EN 1.4462 (+AT) |
|---|---|---|
| 인장강도 (UTS) | 620 MPa (90 ksi) 최소값 | 620 – 880 MPa |
| 0.2% 항복강도 (YS) | 450 MPa (65 ksi) 최소값 | 450 MPa 최소값 |
| 50 mm 연신율 | 25% 최소값 | 25% 최소값 |
| 경도 (최대값) | 290 HBW / 31 HRC | 290 HBW |
| Charpy 충격 (−40 °C) | — | 100 J (횡방향) |
약 450 MPa 최소값의 항복강도는 316L (170 MPa)의 약 2배이며, 압력 용기 부품의 벽 두께를 상당히 줄일 수 있습니다.
물리적 성능
| 성능 | 전형적 값 |
|---|---|
| 밀도 | 7.82 g/cm³ |
| 열전도율 (20 °C) | 19 W/(m·K) |
| 열팽창 (20–100 °C) | 13.0 × 10⁻⁶ /°C |
| 탄성 계수 | 200 GPa |
| 자기 투과성 | 강자성 (페라이트 상으로 인함) |
오스테나이트 등급과 달리 이상 강은 강자성입니다. 자기장을 포함하는 응용 또는 투과성에 의존하는 검사 방법에서 이를 고려해야 합니다.
표준 적용 범위
| 표준 | 제품 형태 | 표준 번호 |
|---|---|---|
| ASTM A790 | 원형 및 용접 파이프 | S32205 / S31803 |
| ASTM A240 | 판, 판재, 스트립 | S32205 |
| ASTM A182 | 단조품 | F51 (S31803) / F60 (S32205) |
| ASTM A276 | 봉 | S32205 |
| ASME SA-240 | 압력용기 판 | S32205 |
| EN 10088-2 | 평판 제품 | 1.4462 |
| NORSOK M-650 | 해양용 적합 재료 | 22Cr duplex |
응용 분야
높은 강도와 염화물 내식성이 모두 필요한 경우 Duplex 2205가 선호 등급입니다:
- 석유 및 가스 — 해저 탯줄, 유정 헤드 부품, 지표면 배관
- 해수 담수화 — 염수 배관, 증발기, 다단계 플래시 장치
- 화학 처리 — 염화물 함유 공정 흐름을 다루는 용기 및 열교환기
- 펄프 및 종이 — 소화조 및 표백 장비
- 해양 구조 — 프로펠러축, 갑판 부착물, 스프레이 구역의 구조 부재
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Try TestCert free자주 묻는 질문
Duplex 2205의 최대 연속 사용 온도는 얼마입니까?
Duplex 2205는 일반적으로 280–300 °C의 최대 연속 사용 온도로 제한해야 합니다. 이 범위를 초과하면 시그마 상 및 기타 금속간 경화 상이 페라이트에 형성되어 인성이 크게 감소합니다. 300 °C 이상의 고온 사용의 경우 오스테나이트 등급 또는 니켈 합금이 더 적절합니다.
Duplex 2205는 용접 가능합니까?
예, 그러나 오스테나이트 등급보다 더 주의 깊게 다루어야 합니다. 주요 요구사항에는 올바른 열입력 (일반적으로 0.5–2.5 kJ/mm), 최대 층간 온도 150 °C, 그리고 용접부에서 올바른 상 균형을 복원하기 위해 과합금 필러 (GTAW/GMAW용 ER2209) 사용이 포함됩니다. 두꺼운 단면 또는 고부식 환경에서는 용접 후 풀림 처리가 필요할 수 있습니다.
S31803과 S32205의 차이점은 무엇입니까?
S31803은 2205의 원래 UNS 표준 번호였습니다. S32205는 더 엄격한 조성 범위를 가진 개선된 버전입니다. 특히 질소의 최소값이 더 엄격한 0.14% (S31803의 0.08% vs)이고 Cr의 최소값이 22.0% (21.0% vs)입니다. S32205는 신규 건설의 선호 표준 번호입니다. 많은 표준이 이제 S32205를 기본 UNS 번호로 나열하고 레거시 재료를 위해 S31803을 유지합니다.
TestCert는 이상 MTC의 질소 보고를 어떻게 처리합니까?
TestCert는 질소가 부재하거나 보고되지 않은 이상 2205 MTC에 플래그를 표시합니다. 질소는 필수 조성 원소이자 PREN 계산에 필수적이기 때문입니다. 모든 원소가 있을 때 플랫폼은 PREN을 자동으로 계산하고 고객이 지정한 최소값과 비교합니다 (해양 사양의 2205의 경우 일반적으로 35).