오스테나이트 스테인리스의 제조 편의성을 유지하면서 우수한 캐비테이션 및 해수 성능과 함께 갤링 및 금속 간 마모에 대한 탁월한 내성을 겸비한 시트 소재가 필요한 경우, 이 소재가 적합합니다. 니트로닉 60매(UNS S21800) 가 가장 유력한 후보입니다. 일반적으로 일반적인 300 시리즈 강종보다 약 2배 높은 수율 강도와 현저히 우수한 자체 결합 내식성, 다양한 사용 조건에서 316 유형 대비 향상된 염화물/피팅 저항성을 제공하므로 밸브 트림, 펌프 마모 링, 패스너 및 해양 부품에 특히 적합합니다.

니트로닉 60이란 무엇인가요?

Nitronic은 원래 Armco에서 개발한 질소 강화 오스테나이트 스테인리스강 제품군의 상표명으로, 현재 Nitronic 상표와 연관되어 있습니다. 니트로닉 60 (종종 Alloy 218 또는 UNS S21800)은 넓은 온도 범위에서 우수한 내식성과 인성을 유지하면서 갤링, 접착 마모 및 캐비테이션 침식에 대한 저항성을 위해 특별히 설계된 등급입니다. 질소를 첨가하면 노화 경화에 의존하지 않고도 항복 강도를 높이고 냉간 가공 후에도 합금의 완전한 오스테나이트 상태를 유지할 수 있습니다.

화학 성분

아래는 일반적인 제품 데이터 시트 및 제조업체 문헌에 보고된 니트로닉 60의 간결한 성분 표입니다. 공급업체와 "고강도" 가공된 변형 제품 간에는 약간의 차이가 있으므로 항상 공급된 재료에 대한 분석 인증서를 확인하시기 바랍니다.

(이러한 일반적인 값은 공급업체 데이터 및 제품 게시판에서 요약한 것입니다.)

"고강도" 니트로닉 60에 대한 참고 사항: 일부 생산업체는 특수 밀 가공으로 얻은 냉간 가공 "HS" 버전을 제공하며, 구성은 비슷하지만 열처리가 아닌 소성 변형에 의해 강도가 증가합니다.

기계적 특성

기계적 특성은 형태와 가공에 따라 달라집니다. 아래 표는 디자이너가 사용하는 대표적인 실내 온도 수치를 제공하므로 구입하는 시트의 공장 인증서를 확인하세요.

제조업체들은 일반적으로 니트로닉 60이 대략 다음과 같은 기능을 제공한다고 말합니다. 2배의 항복 강도 어닐링 상태의 304/316 유형에 대한 비교 테스트 데이터와 제품 게시판을 근거로 한 진술입니다.

니트로닉 60이 갈링, 마모 및 캐비테이션에 강한 이유

니트로닉 60은 세 가지 합금 특성으로 특별한 마모성을 제공합니다:

• 높은 실리콘 및 망간 함량 슬라이딩 접점에서 접착제 상호 작용을 줄이고 갈링을 유발하는 전사 필름 형성을 억제하는 매트릭스를 생성합니다.

• 질소 는 오스테나이트 안정성을 높이고 매트릭스를 용액 강화하여 수율과 전단 강도를 높이며, 이는 압축 접촉 시 국부 냉간 용접을 방지하는 데 중요합니다.

• 균일한 오스테나이트 미세 구조 (저온 작업 후에도 유지)와 안정적인 패시브 필름 형성은 캐비테이션 침식을 유발할 수 있는 미세 피로 피팅에 저항하는 데 도움이 됩니다.

이 합금은 일부 코발트계 합금과 캐비테이션 저항 성능이 유사하고 자체 결합 마모 테스트에서 표준 300 시리즈 스테인리스보다 훨씬 우수한 성능을 발휘하면서도 코발트 합금보다 훨씬 저렴하고 가공이 용이합니다. 이러한 이유로 Nitronic 60은 갤링 또는 캐비테이션이 발생할 위험이 있는 펌프 마모 링, 밸브 시트 및 패스너에 널리 권장됩니다.

부식 동작

니트로닉 60의 일반적인 내식성은 일반적으로 많은 수성 매질에서 타입 304와 타입 316 사이에 위치합니다. 하지만 피팅, 틈새 및 염화물 응력 부식 성능이 316보다 우수한 경우가 많습니다. 실리콘과 질소가 패시브 필름을 안정화시키고 피트 개시에 대한 국소 저항을 높이기 때문입니다. 제품 문헌에 보고된 통제된 바닷물 노출에 따르면, 수개월 동안 지속된 잔잔한 바닷물 테스트에서 니트로닉 60은 316과 동등하거나 약간 더 나은 틈새 저항성을 나타냈습니다. 설계자는 여전히 실제 서비스 조건(흐르는 바닷물, 생물 오염, 산소 공급, 온도 및 오염 물질)을 평가해야 합니다.

부식 사용을 위한 주요 체크리스트:

• 염소 처리, 정체 또는 고온 염화물 환경의 경우 서비스 조건에 대한 내공극성(PREN)을 확인해야 하며, Nitronic 60은 매우 공격적인 염화물 서비스에서 슈퍼 오스테나이트 또는 듀플렉스를 직접 대체할 수 없습니다.

• 마모와 부식이 혼합된 서비스(예: 바닷물을 처리하는 펌프 임펠러)에서는 우수한 내마모성/내식성으로 인해 일반적으로 부식을 가속화하는 고장 모드가 지연되는 경우가 많으므로 Nitronic 60이 실용적인 선택이 될 수 있습니다.

제작: 절단, 성형, 용접 및 표면 마감 참고 사항

절단 및 가공: 시트 형태의 기계에서 니트로닉 60은 다른 오스테나이트 스테인리스강과 마찬가지로 강도가 높지만 공구 마모를 가속화할 수 있습니다. 적절한 카바이드 공구, 적당한 이송 및 견고한 고정장치를 사용하십시오. 윤활 및 칩 제어가 중요합니다.

형성: 어닐링된 시트는 쉽게 성형됩니다. 합금은 경화되므로 가급적 한 번의 심한 굽힘보다는 여러 번의 작은 굽힘으로 성형하고, 복잡한 스탬핑의 경우 작업 사이에 어닐링 주기를 고려합니다.

용접: 기존 공정(GTAW/TIG, GMAW/MIG)을 사용한 Nitronic 60 용접. 자동 GTA 용접은 건전하며 용접 금속의 최상의 마모 특성을 위해 Nitronic 60 또는 오스테나이트 스테인리스 필러(예: ER218 또는 AWS ER218)용으로 분류된 용접 소모품이 사용됩니다. 일반적으로 용접 후 열처리는 내식성이 요구되는 경우(무거운 단면 응력 완화)를 제외하고는 필요하지 않습니다. 용접 금속 마모는 모재보다 약간 낮은 경향이 있으므로 중요한 마모 표면에는 일치하는 필러를 사용한 증착 용접 또는 용접 후 오버레이가 필요할 수 있습니다.

표면 마감: 마모 부품의 경우 최종 표면 마감과 결합 표면 야금 처리가 매우 중요합니다. 광택 또는 연마 마감은 마찰을 낮추고 마모 시작 부위를 줄여줍니다. 두 개의 니트로닉 60 표면이 결합하면 비교적 거친 마감에서도 성능이 우수하지만, 최상의 서비스 수명은 신중한 표면 계획과 윤활제 고려에서 비롯되는 경우가 많습니다.

표준 사양 및 재료 등가물

Nitronic 60과 관련된 일반적인 참조:

• 유엔 지정: S21800 (재료 인증서에 일반적으로 사용됨).

• AMS/제조업체 게시판: 항공우주 또는 고결성 부품에 사용되는 Nitronic 60 변종에 대한 AMS 5848 및 제품 데이터 시트가 있습니다.

• 상호명 소유자/데이터: ARMCO/AK Steel/클리블랜드 클리프스는 니트로닉 계열 합금에 대한 기술 게시판을 유지합니다.

등가물: 모든 사양 목록에서 동일하게 명명된 완벽한 일대일 표준 합금은 없으며, Nitronic 60은 독점/등록 상표명입니다. 일부 제조업체는 "Alloy 218"이라는 설명자를 사용하거나 UNS S21800을 기재합니다. 조달 문서에 엄격한 표준이 필요한 경우 다음을 나열하세요. UNS S21800 및 생산 공장 또는 허가된 제조업체를 표시하여 모호함을 피합니다.

일반적인 시트 애플리케이션 및 산업 사례

슬라이딩 접점, 프레팅, 캐비테이션 또는 접착 마모가 부식성 노출과 결합되거나 골링에 의한 고장이 허용되지 않는 경우 니트로닉 60 시트가 선택됩니다. 대표적인 용도

• 밸브 트림(스템, 시트, 가이드) - 담즙 내성은 내성을 유지하고 발작 위험을 줄입니다.

• 펌프 구성품(마모 링, 임펠러, 샤프트) - 캐비테이션 및 침식 내마모성으로 수력 발전 및 석유화학 펌프의 서비스 수명을 연장합니다.

• 염수/해수 환경에서의 패스너 및 너트 여기서 갤링은 알려진 실패 모드입니다.

• 수력 발전 및 해양 하드웨어 - 마모/부식이 혼합되어 있는 브리지 핀, 베어링 및 부싱.

• 결합 샤프트 및 슬라이딩 가이드 식품, 제약 및 화학 공장에서 담즙이 발생하면 치명적인 가동 중단을 초래할 수 있습니다.

간단한 사례: 수력 터빈 및 펌프 OEM 제조업체는 실제 현장 테스트에서 기계적 마모와 해수 노출이 결합된 마모 링 및 밸브 구성품에 일반적으로 Nitronic 60을 지정하는데, 그 이유는 일반적인 스테인리스강보다 우수한 성능을 보이기 때문입니다.

설계 및 엔지니어링 고려 사항

니트로닉 60 시트를 사용하는 디자이너를 위한 몇 가지 실용적인 규칙입니다:

• 짝짓기 재료: Nitronic 60은 자체 결합 시에도 매우 우수한 성능을 발휘하지만, 하중이 높은 슬라이딩 페어의 경우 접착제 전달을 줄이기 위해 서로 다른 페어링(예: 더 단단한 카바이드 또는 코팅된 표면과 Nitronic 60)을 고려하십시오. 조기에 마모될 수 있는 부드러운 300 시리즈 스테인리스 부품과 페어링하지 마십시오.

• 윤활: 가능하면 경계 윤활 또는 적절한 필름 윤활제를 제공하세요. 니트로닉 60은 윤활을 더 잘 견디게 해주지만 적절한 윤활의 이점을 없애지는 않습니다.

• 두께 및 강성: 니트로닉 60 시트는 수율이 높기 때문에 더 얇은 섹션은 두꺼운 316 시트와 동일한 강성을 얻을 수 있지만 특히 주기적인 하중 사례에서 피로 및 좌굴 거동을 확인하십시오.

• 패스너 선택: 볼트 및 너트의 경우, 부식성 서비스에서 반복적인 조립/분해가 발생하는 경우 합금의 내마모성이 나사산 이탈 위험을 줄여주는 Nitronic 60 패스너를 지정하세요.

• 표면 경화: 극심한 마모가 예상되는 경우 카바이드 오버레이 또는 용접 오버레이를 사용할 수 있지만 비용이 상승하고 제작이 복잡해집니다.

조달, 공차, 두께 및 비용 동인

사용 가능한 양식: 시트, 플레이트, 스트립, 코일, 바, 패스너. 시트 두께는 공장에 따라 다르며, 일반적인 시트/판재 범위는 다른 스테인리스 등급과 유사하지만 얇은 스톡(1mm 미만) 또는 두꺼운 판재(25mm 이상)는 생산업체에 문의하세요.

허용 오차: 구매 주문서에 두께, 평탄도 및 표면 마감에 대한 공급업체의 밀 공차를 사용합니다. 중요한 마모 부품의 경우 화학, 인장, 경도 및 냉간 가공 비율이 표시된 테스트 인증서를 요청하세요.

비용 동인: 니트로닉 60은 일반적으로 합금 첨가물(Si, Mn, N)과 시장 규모가 작기 때문에 표준 304/316보다 비싸지만, 코발트 기반 마모 합금보다 훨씬 저렴하고 가공이 쉽습니다. 총 설치 비용은 가동 중지 시간, 교체 또는 특수 코팅이 필요한 경우 니트로닉 60을 선호하는 경우가 많습니다. 압연 합금

환경, 검사 및 장애 모드

주의해야 할 일반적인 장애 모드:

• 갤링이 발생하면 일반적으로 측정 가능한 마모 마모에 앞서 부식이 가속화됩니다. 시작을 방지하는 설계(표면 마감, 결합 재료, 윤활).

• 고온의 매우 공격적인 염화물 환경에서는 심한 피팅과 틈새 부식이 발생할 수 있으므로 가혹한 서비스에 대한 테스트 쿠폰을 사용하세요.

• 냉간 가공으로 강도는 증가하지만 내식성이 저하될 수 있으므로 HS(냉간 가공) 소재가 지정된 경우 해당 서비스에 대한 내식 성능을 검증하세요.

검사: 중요한 마모 부품의 경우 주기적인 치수 검사, 표면 마감 모니터링 및 적절한 경우 비파괴 평가(벽 부품의 경우 초음파 두께, 강자성 개재물이 있는 경우 용접부의 육안 및 자성 입자)를 활용합니다.

실용적인 권장 사항 및 요약

• 갤링, 접착 마모 또는 캐비테이션 침식이 주요 위험인 경우 니트로닉 60 시트를 사용하십시오. 그리고 316/304가 발작이나 빠른 마모로 인해 조기에 실패할 수 있습니다.

• 공급업체 데이터를 확인합니다: 밀 테스트 인증서를 요구하고, HS(냉간 가공) 변형을 사용하는 경우 정확한 제품 형태에 대한 기계적 및 부식 특성을 확인합니다.

• 용접 및 결합: 표준 오스테나이트 관행이 적용되며, 최상의 마모 수명을 위해 용접 금속을 평가하고 용접 영역에 금속 간 마모가 심할 경우 오버레이를 고려합니다.

니트로닉 60 시트는 특히 해양, 펌프 및 밸브 응용 분야에서 엔지니어에게 표준 스테인리스와 값비싼 코발트/니켈 마모 합금 사이의 비용 효율적인 가교 역할을 하는 특수 오스테나이트 스테인리스입니다.

컴포지션 및 속성 빠른 참조

구성(일반)

출처: 제조업체 제품 게시판 및 기술 데이터 시트.

대표적인 기계적 특성(어닐링 시트)

자주 묻는 질문

1. 니트로닉 60 시트는 어떤 용도로 사용되나요?
   주로 마모가 발생하기 쉬운 부품(밸브 트림, 펌프 마모 링, 패스너 및 선박 및 유압 시스템의 슬라이딩 부품 등 갤링과 캐비테이션이 우려되는 부품)에 사용됩니다.

2. 니트로닉 60은 자성이 있나요?
   니트로닉 60은 어닐링된 오스테나이트 상태에서는 기본적으로 자성이 없으며, 냉간 작업 시 약간의 자기 반응을 유도할 수 있지만 매우 낮은 수준을 유지합니다.

3. 니트로닉 60을 용접할 수 있나요?
   예. 기존의 오스테나이트 스테인리스 절차로 용접합니다. 자생적 GTAW 용접과 일치하는 필러 금속은 건전한 용접을 생성하며 용접 금속의 마모는 모재보다 약간 낮습니다.

4. 니트로닉 60은 316 스테인리스와 비교하면 어떤 차이가 있나요?
   일반적으로 니트로닉 60은 많은 해수 테스트에서 더 높은 항복 강도(약 2배), 우수한 갤링 및 캐비테이션 저항성, 동등하거나 더 나은 틈새/피팅 저항성을 보이지만 다른 요인이 지배적인 경우 매우 공격적인 염화물 부식에서는 316이 여전히 선호될 수 있습니다.

5. 니트로닉 60은 니트로닉 50과 동일한가요?
   니트로닉 50은 해양 강도와 내식성을 강조하는 반면 니트로닉 60은 내식성과 내마모성을 위해 특별히 개발된 합금으로, 니트로닉 계열의 다른 합금입니다.

6. 사용 가능한 일반적인 시트 두께는 어떻게 되나요?
   가용성은 공장에 따라 다릅니다. 니트로닉 60은 다른 스테인리스 등급과 유사한 시트 및 플레이트 범위로 생산되며, 얇은 게이지(1mm 미만) 또는 무거운 플레이트 크기는 공급업체에 문의하세요.

7. 니트로닉 60은 특별한 열처리가 필요하나요?
   표준 등급에는 템퍼링이나 노화 경화가 필요하지 않습니다. "고강도" 조건은 냉간 가공으로 달성되며, 필요한 경우 어닐링을 통해 연성을 회복할 수 있습니다.

8. 니트로닉 60을 바닷물에서 사용할 수 있나요?
   예 - 제품 테스트 결과 고요한 바닷물에서 우수한 틈새/구멍 저항성을 보였으며 유사한 테스트에서 316보다 우수한 성능을 보였으나 최종 선택 전에 전체 서비스 환경(속도, 오염, 온도)을 평가해야 합니다.

9. 니트로닉 60의 UNS 번호는 무엇인가요?
   UNS S21800 (이전 문헌에서는 Alloy 218이라고도 함).

10. Nitronic 60은 추가 비용을 지불할 가치가 있나요?
    갤링, 발작 또는 캐비테이션으로 인해 평균 수리 간격이 줄어드는 경우, Nitronic 60은 서비스 주기를 연장하고 예기치 않은 가동 중단을 방지하여 수명 주기 비용을 낮추기 때문에 프리미엄을 회수하는 경우가 많습니다. 중요 부품에 대한 간단한 LCC(수명 주기 비용) 계산을 고려해 보세요.

권위 있는 참조 자료

• 니트로닉(위키백과) - 니트로닉 제품군 및 UNS 지정에 대한 개요
• ARMCO / AK Steel - Nitronic® 60 제품 데이터 게시판(기술 성능 및 해수 테스트 요약)
• 고성능 합금 - Nitronic 60 브로셔 및 테스트 데이터시트(갤링 및 캐비테이션 데이터)
• 전기합금/특수강 공급 - 니트로닉 60 기술 게시판(용접, 적용 지침)

최종 실무 체크리스트

• 지정 UNS S21800 및 생산 공장 또는 허가된 제조업체를 표시하여 대체의 모호함을 피할 수 있습니다.

• 밀 테스트 보고서(화학, 인장, 경도) 및 관련 가공 이력(어닐링 또는 냉간 가공 HS)을 요청합니다.

• 마모가 중요한 용접의 경우, 용접 절차 자격 및 샘플 오버레이 테스트를 요청하고 제작 후 가공 및 마감 공차를 지정하는 것을 고려하세요.

• 바닷물이나 캐비테이션 흐름이 있는 경우, 쿠폰 테스트를 요청하거나 제조업체의 캐비테이션/구멍 데이터를 참조하세요.