Sandvik 3RE60: 내식성 우수한 고성능 듀플렉스 스테인리스강

Sandvik 3RE60 개요

Sandvik 3RE60은 오스테나이트-페라이트 상을 모두 갖춘 듀플렉스(이중상) 스테인리스강으로, 염화물 환경에서의 응력부식균열(SCC) 저항성이 뛰어나고 기계적 강도가 오스테나이트계 강종의 약 2배에 달하는 고성능 소재입니다.

주요 특징

• 염화물 함유 환경에서 응력부식균열(SCC)에 대한 높은 저항성
• 일반 부식 및 피팅(pitting) 부식에 대한 양호한 내성
• 오스테나이트계 강종 대비 약 2배의 높은 기계적 강도 (내력 480 MPa 이상)
• 침식 부식 및 부식 피로에 대한 우수한 저항성
• 설계에 유리한 물리적 특성 (열전도율, 열팽창계수 등)
• 우수한 용접성

물리적 및 일반 특성

특성	온도	값	비고
밀도	23.0 °C	7.8 g/cm³
재활용 함량	-	82.1 %	평균 재활용 함량

기계적 특성

특성	온도	값	비고
탄성 계수	20.0 °C	200 GPa
탄성 계수	100.0 °C	194 GPa
탄성 계수	200.0 °C	186 GPa
탄성 계수	300.0 °C	180 GPa
연신율	23.0 °C	30 %	최소값
연신율 A2	23.0 °C	30 %	최소값
경도 (Rockwell C)	23.0 °C	28	최대값
인장 강도	23.0 °C	700 - 880 MPa	최소값
내력 Rp0.1	23.0 °C	500 MPa	최소값
내력 Rp0.2	20.0 °C	480 MPa	최소값
내력 Rp0.2	50.0 °C	430 MPa	최소값
내력 Rp0.2	100.0 °C	370 MPa	최소값
내력 Rp0.2	150.0 °C	350 MPa	최소값
내력 Rp0.2	200.0 °C	330 MPa	최소값
내력 Rp0.2	250.0 °C	325 MPa	최소값
내력 Rp0.2	300.0 °C	320 MPa	최소값

열적 특성

특성	온도	값	비고
열팽창 계수	100.0 °C	1.0E-5 1/K	30°C 기준
열팽창 계수	200.0 °C	1.0E-5 1/K	30°C 기준
열팽창 계수	300.0 °C	1.05E-5 1/K	30°C 기준
열팽창 계수	400.0 °C	1.1E-5 1/K	30°C 기준
비열 용량	20.0 °C	475 J/(kg·K)
비열 용량	100.0 °C	505 J/(kg·K)
비열 용량	200.0 °C	530 J/(kg·K)
비열 용량	300.0 °C	555 J/(kg·K)
비열 용량	400.0 °C	580 J/(kg·K)
열전도율	20.0 °C	13 W/(m·K)
열전도율	100.0 °C	15 W/(m·K)
열전도율	200.0 °C	16 W/(m·K)
열전도율	300.0 °C	17 W/(m·K)
열전도율	400.0 °C	19 W/(m·K)

화학 조성 (중량 %)

원소	함량	비고
탄소 (C)	0.03 %	최대
크로뮴 (Cr)	18.5 %
철 (Fe)	나머지	Balance
망간 (Mn)	1.5 %
몰리브덴 (Mo)	2.6 %
니켈 (Ni)	4.5 %
질소 (N)	0.07 %
인 (P)	0.03 %	최대
규소 (Si)	1.6 %
황 (S)	0.015 %	최대

기술적 특성 및 응용

적용 분야

3RE60은 피팅 및 응력부식균열이 우려되는 염화물 함유 환경에서 표준 오스테나이트강보다 월등히 우수합니다. 특히 중간 수준의 염화물을 함유한 냉각수를 사용하는 열교환기에 매우 적합합니다.

• 석유 정제소, 화학 및 석유화학 플랜트
• 펄프 및 제지 산업
• 고하중 또는 마모가 발생하는 구조물 (오스테나이트강 대체)

부식 특성

일반 부식

대부분의 매체에서 AISI 316L과 동등하거나 우수한 내식성을 보입니다. 개미산 및 염산에서의 부식 시험 데이터는 3RE60이 316L보다 낮은 부식 속도를 나타냄을 확인시켜 줍니다.

피팅 부식

크로뮴 함량이 AISI 316형 강종보다 높아 피팅 저항성이 더 우수하며, 몰리브덴이 없는 AISI 304형에 비해서는 현저히 뛰어납니다. 임계 피팅 온도(CPT) 측정에서도 그 우수성이 입증되었습니다.

응력부식균열 (SCC)

표준 오스테나이트강(304L, 316L)은 약 60°C 이상의 염화물 용액에서 SCC에 취약하나, 3RE60은 듀플렉스 구조 덕분에 매우 높은 저항성을 가집니다. 이는 20년 이상의 현장 운전 경험과 실험실 시험으로 검증되었습니다.

입계 부식

용접 열영향부에서 오스테나이트가 빠르게 재생되어 모재와 동등한 내식성과 인성을 유지합니다.

틈새 부식

크로뮴과 몰리브덴 함량이 높아 AISI 316L형 강종보다 우수한 틈새 부식 저항성을 가집니다.

침식 부식

높은 경도 덕분에 연마성 고체 입자를 함유한 유동 매체에서도 AISI 316L보다 훨씬 우수한 저항성을 보입니다.

부식 피로

제지 공장의 흡입 롤 등 부식 피로 환경에서 3RE60은 AISI 316L보다 월등히 높은 피로 강도를 나타내며, 이는 용접부에서도 동일합니다.

열처리

• 용체 열처리: 990-1130°C (1815-2065°F), 공기 또는 수냉 급랭
• 장시간 300°C 이상 노출 시 미세조직 변화로 충격 인성이 저하될 수 있음 (압력용기 코드상 300°C 제한)

냉간 성형

굴곡 시 필요 힘은 AISI 304L/316L의 약 2배이나, 내력을 초과하면 변형 거동은 유사합니다. 25% 이하 변형은 후속 열처리 없이 가능하나, SCC 위험 환경(약 150°C, 100 ppm Cl⁻)에서는 적정 변형 후에도 열처리 권장.

용접

예열 없이 용접 가능하며, 통상 후열처리 불필요. 권장 열입력 0.5-2.5 kJ/mm, 층간 온도 150°C 이하.

• TIG/GTAW, MIG/GMAW: ISO 14343 S 22 9 3 N L / AWS A5.9 ER2209 (예: Exaton 22.8.3.L)
• MMA/SMAW: ISO 3581 E 22 9 3 N L R / AWS A5.4 E2209-17 (예: Exaton 22.9.3.LR)

공급 형태

• 이음매 없는 튜브/파이프 (최대 외경 125 mm, 용체 풀림 및 백색 산세 또는 광휘 풀림)
• 용접 튜브/파이프, 피팅, 스트립, 봉강, 판재, 단조 튜브시트
• 용접 소재: 와이어(0.8-2.4 mm), 피복 아크 전극(2.5-4.0 mm) 재고 보유

인증 및 승인

• ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII Div. 1 & 2 (NGS 1604)
• VdTÜV-Werkstoffblatt 385

데이터시트 업데이트: 2019-08-26 (이전 판 대체)