KITECH 생산기술 전문지

본 발명은 출원 중이며(10-2323-0140607) 듀플렉스 주강 및 이의 열처리 방법에 관한 것으로, 내식성이 우수한 동시에 원가 절감이 가능한 저Ni 듀플렉스 주강 및 이의 열처리 방법이다.
기존 산업에 적용되는 듀플렉스 스테인리스강은 판재와 강관 형태로 국한되어 그 용도가 제한적이며, 최근 발전 설비의 대형화에 따라 수요가 증가하고 있다. 특히, 임펠러 같은 복잡한 형상의 듀플렉스 스테인리스강 주물품의 제조 기술개발이 필요한 실정이다.
산업 설비에서 사용되는 듀플렉스 스테인리스강의 적용 부품은 주물품으로 임펠러, 디스차지/석션 케이싱, 디스차지 볼, 밸 바디, 밸브 본 네트, 밸브 디스크 등이 있다. 이러한 중대형 듀플렉스 스테인리스강 부품의 경우 상대적으로 큰 질량 효과(mass effect)로 인한 부위별 내부응력 및 유해 석출상(σ상, χ상, 질화물 등)을 제어하기 위해 주조품의 합금 설계, 주조 방안 설계, 용해 주조 기술 및 주조품의 유해상의 미세조직 제어기술 등의 확보와 각 공정의 최적화 기술이 필요하다.
특히, 발전 설비 및 담수 설비용 내식 소재부품(펌프 임펠러/샤프트, 밸브 바디/시스템, 해수 배관 플랜지) 등에 주로 사용되는 듀플렉스 스테인리스강의 시장 규모는 2024년까지 약 36억 달러를 넘어설 것으로 예상된다. 또한, 기존의 물 산업 펌프 및 밸브 소재는 고Ni(11% 이상) 함유 기존 ASTM A743-CF3M(19% Cr-11% Ni-2.2% Mo) 오스테나이트 스테인리스 주강이다. 고Ni의 함유로 가격 경쟁력 낮은 합금을 대체할 수 있는 Ni/Mo 저감형 고강도, 고내식성 듀플렉스 스테인리스강 주물품 원소재의 합금 설계가 필요하다. 소재의 기능성 및 내구성 향상으로 물 산업용 펌프, 밸브, 플렌지용의 핵심 주물품 뿐만 아니라 상하수도 시설 등과 관련 유사 기계 부품에 활용이 가능하여 경쟁력 강화에 기여할 수 있으며 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.
따라서, 전술한 문제를 해결하기 위한 고강도 고내식성의 저Ni 듀플렉스 주강의 합금 설계 및 미세조직 제어기술에 대한 연구가 필요하다.