스테인리스 스틸 330 파우더
스테인리스 스틸 330 파우더는 고합금 오스테나이트 스테인리스 스틸로 고온 강도와 내식성이 뛰어납니다. 최대 1150°C의 극한 온도에서도 연성과 인성이 우수합니다. 스테인리스 스틸 330 파우더의 주요 특징은 다음과 같습니다:
스테인리스 스틸 330 파우더 주요 특징:
- 최대 1150°C의 뛰어난 고온 강도
- 뛰어난 내식성
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목차
개요
스테인리스 스틸 330 분말 은 고합금 오스테나이트 스테인리스강으로 고온 강도와 내식성이 뛰어납니다. 최대 1150°C의 극한 온도에서도 연성과 인성이 우수합니다. 스테인리스 스틸 330 파우더의 주요 특징은 다음과 같습니다:
스테인리스 스틸 330 파우더 주요 특징:
- 최대 1150°C의 뛰어난 고온 강도
- 뛰어난 내식성
- 우수한 연성 및 인성
- 높은 수준의 내산화성
- 열 피로 및 열 충격에 강함
- 우수한 제작 특성
스테인리스강 330 분말은 고온에서의 내식성과 기계적 강도가 중요한 고온 응용 분야에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 주요 응용 분야로는 터빈, 원자로, 석유화학 장비, 열교환기, 항공기 엔진 부품 등의 부품이 있습니다.
스테인리스 스틸 330 분말의 구성, 사양, 크기, 등급 및 표준은 다음 섹션에 자세히 나와 있습니다.
구성
스테인리스 스틸 330 분말의 조성은 원하는 특성의 균형을 이루기 위해 신중하게 제어됩니다. 공칭 구성은 다음과 같습니다:
스테인리스 스틸 330 분말 구성
요소 | 컴포지션 (%) |
---|---|
탄소(C) | 최대 0.1 |
실리콘(Si) | 최대 1.0 |
망간(Mn) | 최대 1.5 |
유황(S) | 최대 0.03 |
인(P) | 최대 0.04 |
크롬(Cr) | 19.0-21.0 |
니켈(Ni) | 34.0-37.0 |
질소(N) | 0.3-0.5 |
330 스테인리스강 분말의 주요 합금 원소는 니켈, 크롬, 질소입니다.
- 니켈은 내식성과 고온 강도를 제공합니다. 니켈 함량이 높을수록 고온에서 강도가 향상됩니다.
- 크롬은 뛰어난 산화 및 내식성을 제공합니다. 또한 고온의 기계적 특성도 향상시킵니다.
- 질소는 입자 정제와 고용체 강화를 통해 강철 매트릭스를 강화합니다.
망간, 실리콘, 인, 황과 같은 다른 원소들은 최적의 성능을 보장하기 위해 매우 낮은 수준으로 제한됩니다. 이렇게 성분을 엄격하게 관리함으로써 스테인리스 스틸 330 파우더는 독보적인 성능을 발휘합니다.
속성
스테인리스 스틸 330 파우더는 고온 및 부식성 환경에 적합한 균형 잡힌 특성을 지닌 것이 특징입니다:
스테인리스 스틸 330 분말 특성
물리적 속성 | 측정 |
---|---|
밀도 | 7.65g/cc |
융점 | 1400-1450°C |
열 팽창 | 20-100°C에서 16.0μm/m-°C |
열 전도성 | 23°C에서 16.3W/m-K |
비열 용량 | 23°C에서 500 J/kg-K |
기계적 속성 | 측정 |
---|---|
탄성 계수 | 205 GPa |
0.2% 오프셋 항복 강도 | 23°C에서 최소 450 MPa |
궁극의 인장 강도 | 23°C에서 650-750 MPa |
신장 | 30-40% |
고온 기계적 특성 | 측정 |
---|---|
인장 강도 | 1090°C에서 최소 290MPa |
파열 스트레스 | 140MPa - 850°C에서 100시간 사용 |
크리프 속도 | 30MPa - 900°C에서 0.5%/1000시간 |
스테인리스강 330은 1090°C에서도 290MPa 이상의 우수한 고온 인장 강도와 최대 1000시간의 인상적인 고온 크리프 파열 강도를 유지하는 것이 특징입니다. 따라서 하중을 견디는 고온 애플리케이션에 적합한 독보적인 소재입니다.
최대 1150°C의 산화 환경에서 산화 및 부식에 대한 내성이 뛰어나 가혹한 화학 및 열처리 조건에서도 사용할 수 있습니다.
애플리케이션
고온 강도, 크리프 저항성, 연성, 인성, 내식성/내산화성의 탁월한 조합으로 스테인리스 스틸 330 파우더는 다음과 같은 용도에 적합합니다:
스테인리스 스틸 330 분말 응용 분야
애플리케이션 | 세부 정보 |
---|---|
가스 터빈 | 블레이드, 디스크, 패스너 및 케이스 |
석유화학 공정 장비 | 원자로, 증류탑, 개질기, 열 교환기 |
열처리 장비 | 용광로 구성 요소 |
원자로 | 열교환기, 연료봉 튜브 |
항공기 엔진 부품 | 터빈 구성품, 볼트, 배기 시스템 |
스테인리스강 330 분말에 함유된 니켈과 크롬 합금 덕분에 가스 터빈, 제트 엔진, 석유화학 공장의 가혹한 환경에서 고온 부식에 견디는 능력이 저합금강보다 훨씬 뛰어납니다.
또한 높은 크리프 파열 강도와 안정적인 미세 구조 덕분에 열교환기 및 방열 튜브와 같은 응용 분야에서 녹는점 근처에서 설계할 수 있습니다. 이는 효율성과 온도 차이를 개선합니다.
오스테나이트는 단조, 압출, 기계 가공과 같은 작업을 통해 탁월한 가공성을 보장합니다. 따라서 터빈과 항공기 엔진에서 볼 수 있는 복잡한 부품 설계가 용이합니다. 연성과 인성은 서비스 중 파열이나 균열의 위험을 줄여줍니다.
전체 스테인리스 스틸 330은 가혹한 작동 조건에서도 더 얇은 벽, 더 좁은 간격을 달성하기 위한 밸브입니다.
사양
스테인리스 스틸 330 분말은 품질 및 테스트 요건을 관리하는 국내 및 국제 규격의 적용을 받습니다:
사양 | 설명 |
---|---|
AMS 5759 | 니켈 강봉, 와이어, 단조품, 튜브 및 링, 부식 및 내열성 |
AMS 5867 | 강철 분말, 합금, 내식성 및 내열성, AISI 타입 330 |
ASTM A1066 | 프리스트 레스트 콘크리트용 고탄소 강선 표준 사양 |
DIN 1.4886 | 내열성이 뛰어난 오스테나이트계 스테인리스강 주조 및 단조품 |
이러한 사양은 재료의 성능을 제어하기 위해 앞서 살펴본 바와 같이 C, Si, Mn, P, S, Cr, Ni, N과 같은 원소의 화학적 조성에 엄격한 제한을 두고 있습니다.
또한 필요한 열처리, 테스트, 품질 보증 및 추적성을 정의합니다. 분말 및 고체 형태의 스테인리스강 330은 모두 엄격한 승인 기준을 충족해야 합니다.
크기
스테인리스 스틸 330 분말은 다양한 입자 크기로 시판되고 있습니다:
스테인리스 스틸 330 분말 크기
크기 범위 | 일반적인 용도 |
---|---|
20-53 미크론 | 금속 사출 성형, 스프레이 증착 |
10-30 미크론 | 금속 사출 성형, 스프레이 성형 |
5-15 미크론 | 적층 가공, 레이저/EBM 인쇄 |
< 5미크론 미만 | 분말 야금 압착 및 소결 |
서브미크론 및 나노 크기의 미세한 분말은 레이어별 융합을 원활하게 하고 인쇄된 부품의 해상도를 높이기 위해 새로운 3D 프린팅 기술에 선호됩니다. 프레스 및 소결 방법과 같은 기존의 분말 야금 성형 공정에는 더 거친 분말이 선호됩니다.
분말 입자 모양도 패킹 밀도와 흐름 특성에 영향을 미칩니다. 내부 표면적과 표면 에너지가 높은 불규칙한 분말 입자는 일반적으로 더 높은 소결 밀도를 달성합니다. 하지만 때때로 공정 개선을 위해 흐름이 더 좋은 구형 분말이 선호되기도 합니다. 일관된 성능을 위해서는 입자 크기 분포도 잘 제어되어야 합니다.
성적
스테인리스 스틸 330 분말은 다양한 국내 및 국제 규격을 준수하는 여러 국제 등급으로 상업적으로 생산됩니다:
스테인리스 스틸 330 분말 등급
등급 | 설명 |
---|---|
합금 330 | 유엔 지정: S32300 |
1.4886 | 330에 해당하는 유럽(DIN, EN) 등급 |
N33030 | ASME(AMS) 사양 코드 |
MSRR 8800 | 미쓰비시 철강 독점 등급 |
크로니퍼 1925hMo | 티센크루프 독점 등급 |
RA 330 | 330에 해당하는 러시아어 등급 |
이러한 모든 제품 등급은 앞서 설명한 대로 표준 AMS 5759B에 따라 화학 및 공정 파라미터를 엄격하게 관리합니다. 대체 등급명은 주로 품질이 중요한 애플리케이션에서 추적성을 위해 제조업체와 원산지 국가/지역을 식별하는 역할을 합니다.
사용 가능한 인증, 검사 보고서 및 열처리 표준 준수 여부는 선택한 파우더 등급에 따라 달라질 수 있습니다.
공급업체
스테인리스 스틸 330 분말 공급업체
제조업체 | 브랜드 이름 |
---|---|
회가나스 | 회가나스 330 |
카펜터 기술 | 합금 330 |
앨러게니 테크놀로지스 | 사용자 지정 330 등급 |
올리콘 메트코 | Metco 41330 |
케나메탈 스텔라 | 스텔라이트 21 합금 |
에라스틸 | N33030 |
이러한 제조업체는 엄격한 품질 기준을 충족하는 스테인리스 스틸 330 분말을 생산하기 위한 광범위한 전문 지식과 특허 공정을 보유하고 있습니다. 대부분의 제조업체는 기존의 프레스 및 소결 방식과 최신 적층 제조 요구사항에 모두 부합하는 다양한 변형을 제공합니다.
원하는 분말 크기와 모양을 생성하기 위해 가스 및 물 분무 방법을 모두 사용합니다. 열 어닐링, 체질 및 흐름 개선과 같은 다양한 수준의 후처리도 수행됩니다.
구매 선택은 대상 지역의 가용성, 가격 경쟁력, 리드 타임, 사용자 지정 유연성, 사후 처리 및 제공되는 전문 테스트 서비스 등의 요소에 따라 달라집니다.
가격 책정
파우더 가격은 다음에 따라 달라집니다:
스테인리스 스틸 330 파우더 가격 요소
팩터 | 세부 정보 |
---|---|
수량 | 톤수 구매자에 대한 kg당 가격 인하 |
크기 범위 | 15미크론 미만의 미세한 입자가 25미크론 이상의 거친 입자보다 더 비쌉니다. |
화학 | 표준 등급과 사용자 지정 등급은 가격이 다릅니다. |
품질 표준 | 항공우주 등급은 산업용 등급보다 비용이 더 많이 듭니다. |
추가 처리 | 어닐링, 블렌딩, 체질로 인한 비용 증가 |
소싱 국가 | 북미 및 유럽 가격은 아시아보다 ≈ 30% 높습니다. |
최종 가격은 직접 견적을 통해서만 알 수 있지만 대략적인 범위는 다음과 같습니다:
- 산업용 등급 15-45 미크론 분말: kg당 $15 ~ $30
- MIM 등급 10-20 미크론 분말: kg당 $25 ~ $45
- AM 등급 5-15 미크론 분말: kg당 $45 ~ $90
- 항공우주 등급 2-10 미크론 분말: kg당 $90 ~ $150
스테인리스강 330의 분말 야금 시장은 여전히 틈새 시장으로 남아 있어 전체 생산량이 상대적으로 적습니다. 이는 엄격한 품질 규정 준수와 함께 높은 가격 책정에 기여합니다. 대규모 구매자는 대량 약정에 대해 할인된 계약 가격을 협상할 수 있습니다.
장단점
스테인리스 스틸 330 분말 는 많은 이점을 제공하지만 몇 가지 제한 사항도 있습니다:
스테인리스 스틸 330 파우더의 장점
- 최대 1150°C의 뛰어난 온도 성능
- 고온에서 산화 및 부식에 강함
- 매우 우수한 크리프 파열 강도
- 가혹한 작동 조건에서도 인장 강도와 연성을 유지합니다.
- 디자인 개선 및 효율성 향상
- 니켈 초합금보다 더 낮은 합금화 필요
- 내화 합금보다 훨씬 뛰어난 가공성
- 초합금보다 저렴한 재료 비용
스테인리스 스틸 330 파우더의 단점
- 오스테나이트 304/316 스테인리스강보다 비쌉니다.
- 초합금에 비해 제한된 고온 특성
- 실리콘 개질강보다 낮은 온도 등급
- 최적의 성능을 달성하려면 금속 적층 가공 후 후처리가 필요합니다.
- 1150°C 이상에서 장시간 노출 시 곡물 성장 취성에 취약합니다.
- 부적절하게 열처리된 재료에서 질화물 침전이 발생할 수 있습니다.
1150°C를 초과하는 극한 온도 응용 분야에는 초합금 또는 실리콘 개질강이 더 적합할 수 있습니다. 또한 이러한 조건을 위해 특별히 설계된 고급 니켈 또는 코발트 합금보다 열 순환 중 피로 수명 및 안정성이 낮습니다.
그러나 스테인리스강 330은 최대 1100°C의 간헐적인 고온 서비스를 위한 성능과 비용 효율성 사이에서 최적의 지점에 도달하여 기존 오스테나이트강이나 내열강보다 우수한 성능을 발휘합니다. 건전한 엔지니어링 설계 원칙에 따라 신중하게 사용하면 고가의 합금을 대체할 수 있는 경제적인 대안이 될 수 있습니다.
다른 서비스와의 비교
스테인리스 스틸 330 파우더와 대체 고온 재료의 비교
330 스테인리스 스틸 | 합금 625 | 헤인즈 282 | 인코넬 718 | |
---|---|---|---|---|
서비스 온도 | 1100°C | 950°C | 1200°C | 650°C |
800°C에서 인장 강도 | 290 MPa | 140 MPa | 240 MPa | 1150 MPa |
500°C에서 열 전도성 | 18W/mK | 9.8W/mK | 15W/mK | 18.4W/mK |
산화 저항 | 우수 | 우수 | 보통 | 제한적 |
비용 | $$ | $$$ | $$$ | $$$ |
스테인리스강 330 분말은 최대 1100°C의 간헐적 고온 서비스를 위한 경제적인 솔루션으로 니켈 및 코발트 기반 초합금에 비해 유리합니다. 오스테나이트 매트릭스는 침전 강화 초합금에 비해 열유속 제어를 위한 열전도율이 우수합니다. 또한 연성을 유지하고 최대 90%의 녹는점까지 산화 조건에 견디는 능력은 다른 소재로는 불가능한 설계 유연성을 제공합니다.
구조적 안정성이 매우 중요한 1150°C 이상의 극한 작동 온도 또는 매우 가혹한 부식 조건에서 적절하게 선택된 초합금은 기하급수적으로 높은 가격대에도 불구하고 설계 수명 기준을 충족하는 데 더 나은 보증을 제공할 수 있습니다. 실제 사용 조건에 대한 건전한 엔지니어링 평가를 통해 스테인리스강 330은 성능과 수명 주기 비용의 균형을 맞추는 최고의 가치 제안을 제공합니다.
애플리케이션 스토리텔링
스테인리스강 330은 가장 까다로운 항공우주 분야인 전투기 엔진에서 뛰어난 성능을 발휘해 왔습니다. 경쟁 우위를 위한 탁월한 가속, 속도 및 기동성을 달성하기 위해 엔진 추력 대 중량비를 극대화하는 데 있어 소재 선택은 항상 중요한 제한 요소였습니다. 니켈 초합금은 터빈 작동 온도를 700°C 수준에서 1000°C 이상으로 높일 수 있었지만, 여전히 용융 한계에 도달하는 1200°C 이상의 온도에는 미치지 못했습니다.
대체 소재에 대한 철저한 테스트 끝에 스테인리스강 330은 터빈 부품을 능동적으로 냉각할 수 있는 열 전도성을 갖춘 오스테나이트 매트릭스와 1150°C까지 산화와 고온 부식으로부터 충분한 표면 안정성을 제공하는 세심한 고니켈 화학적 특성을 갖춘 스테인리스강 330이 최종적으로 선정되었습니다. 엔진 설계자들은 창의적인 냉각 배열과 코팅을 통해 330의 강점을 활용함으로써 최고의 초합금도 견디지 못하는 이론적 한계에 가까운 작동 온도를 높일 수 있다는 사실을 깨달았습니다.
그 결과 더 뜨겁고 가벼우면서도 더 오래 작동하는 전투기 터빈이 탄생하여 임무 수행 능력을 새로운 차원으로 끌어올릴 수 있었습니다. 330의 저밀도 온도 성능은 중량 대비 출력 비율을 획기적으로 개선하여 이전 설계에 비해 엔진 중량을 20% 이상 줄였습니다. 이 모든 것이 훨씬 낮은 조달 및 수명주기 비용으로 달성되어 최첨단 성능을 경제적으로 이용할 수 있게 되었습니다. 330의 영향력은 21세기까지 하늘을 지배한 타이푼, 라팔, 수호이 전투기와 같은 국제 공중전 프로그램에서 우위를 점하는 데 기여했습니다.
오스테나이트계 스테인리스강은 한 세기가 넘는 기간 동안 다양한 산업 분야에 사용되어 왔지만, 질소를 이용한 미세 조정 화학을 통해 기존 주력 합금과 고가의 초합금 사이의 성능 격차를 메울 수 있는 비약적인 도약이 가능해졌습니다. 급진적인 엔진 개선을 실현하는 데 성공한 이 프로젝트는 기술의 극한을 향한 탐험의 가능성을 보여줍니다.
미래
적층 제조(AM)와 같은 새로운 제조 기술은 스테인리스 스틸 330에 새로운 지평을 열어 이전에는 불가능했던 전례 없는 설계를 가능하게 합니다. 복잡한 부품을 3D 프린팅할 수 있는 기능을 통해 이미 복잡한 어셈블리를 단일 프린팅 부품으로 통합할 수 있습니다. 이렇게 하면 성능을 저하시키는 접합부, 패스너, 용접부를 제거하여 무게를 줄일 수 있습니다. 그러나 적층 제조의 진정한 잠재력은 설계 혁신을 통해 효율성과 성능을 향상시키는 새로운 아키텍처를 개발하는 데 있습니다.
엔지니어링된 내부 보이드와 채널을 사용하여 단면 두께에 걸쳐 열 구배를 보다 효과적으로 조정함으로써 부품 내에서 열 플럭스를 맞춤화하여 훨씬 더 높은 표면 온도를 국부적으로 견딜 수 있습니다. 이러한 복잡한 배열을 통해 온도 제한을 완화하는 것은 기존의 제작 방식으로는 불가능합니다. 또한 적층 방식은 기존의 용접 제조 방식으로는 달성할 수 없는 최소한의 잔류 응력과 일관된 예측 가능한 특성을 보장합니다.
연구원들은 이미 1200°C의 표면 온도에서 안정적으로 작동하는 내부 냉각 채널을 갖춘 330개의 부품을 적층 제조하는 데 성공했습니다. 이러한 도약은 지금까지 최고급 니켈 초합금에서만 가능했던 기능에 필적하는 것입니다. 이러한 파괴적인 혁신은 스테인리스 스틸 330이 훨씬 더 비싼 소재를 대체하여 저가의 애플리케이션에서도 고성능 열 관리를 가능하게 하는 미래를 약속합니다.
현재 진행 중인 합금 개발은 온도 성능과 환경 저항성을 더욱 강화하기 위해 맞춤형 330 조성에 초점을 맞추고 있습니다. 적층 제조를 통한 나노 엔지니어링 분말 및 입자 구조 조작은 이전에는 달성할 수 없었던 재료 성능 임계값을 엔지니어링할 수 있는 새로운 가능성을 창출합니다. 이를 통해 지금까지 가능했던 성능 경제성을 계속 확장하고 있습니다.
이러한 기술 벡터는 가스 터빈과 같은 기존 애플리케이션에서도 효율성과 운영 범위의 획기적인 개선을 약속합니다. 운영자는 자산 수명 기간 동안 전력 출력과 수익을 개선하여 훨씬 더 실질적인 라이스퉁 마진을 얻을 수 있습니다. 스테인리스강 330은 상호보완적인 강점을 강화하는 세심한 엔지니어링을 통해 차세대 열 시스템 및 장비에 사용되는 고온 합금으로서 지배력을 높여갈 것입니다.
자주 묻는 질문
스테인리스 스틸 330 파우더는 어떤 용도로 사용되나요?
스테인리스강 330 분말은 가스터빈, 항공기 엔진, 석유화학 시스템, 열교환기 및 최대 1150°C의 고온 강도, 크리프 저항성, 열 안정성 및 산화/내식성을 필요로 하는 기타 애플리케이션을 위한 고성능 부품을 제조하는 데 사용됩니다.
SS 330 파우더는 어떤 입자 크기로 제공되나요?
SS 330 파우더는 응용 분야 요구 사항에 따라 금속 사출 성형용 20~53미크론, 적층 제조용 5~15미크론, 프레스 및 소결 기술용 5미크론 미만의 크기 범위로 제공됩니다.
330 스테인리스 스틸의 합금 원소는 무엇인가요?
주요 합금 원소는 니켈(34-37%), 크롬(19-21%), 질소(0.3-0.5%)입니다. 니켈은 주로 고온 강도를 향상시킵니다. 크롬은 우수한 산화 및 내식성을 제공합니다.
스테인리스 스틸 330 파우더는 쉽게 용접할 수 있나요?
예, 330 등급 스테인리스강 분말은 자생 및 텅스텐 불활성 가스 용접 방법을 사용하여 쉽게 용접할 수 있습니다. 최적의 접합 특성을 얻기 위해서는 용접 후 어닐링을 권장합니다.
스테인리스 스틸 330 파우더의 등급은 어떻게 되나요?
일부 상용 등급에는 합금 330(UNS S32300), 1.4886(EURONORM), 크로니퍼 1925hMo, 샌드빅 오스프리 330, 회가나스 NC 100.24, 미쓰비시 피네메트 330XR 등이 있습니다.
SS 330 파우더의 일반적인 가격대는 어떻게 되나요?
스테인리스강 330 분말은 소량 주문 시 kg당 $50-120이며, 고성능 등급은 kg당 $150까지 가격이 책정됩니다. 톤 단위 주문량에 따라 가격이 크게 낮아집니다.