스테인레스 스틸은 니켈 기반 합금으로 간주 될 수 있습니까?

재료 과학의 영역에서 합금의 분류는 종종 흥미로운 질문을 불러 일으 킵니다. 이러한 일반적인 조사 중 하나는 스테인레스 스틸이 니켈 기반 합금으로 간주 될 수 있는지 여부입니다. 이것을 풀려면 먼저 이러한 자료를 관리하는 기본 구성과 정의를 이해해야합니다.
스테인레스 스틸은 부식성으로 유명한 광범위한 범주의 철기 기반 합금으로, 주로 크롬-형 중량% 이상의 존재에 기인합니다. 야금 정의에 따르면, 스테인리스 강은 오스테 나이트, 페라이트, 마르텐 스테이트 및 이중선과 같은 결정 구조에 기초하여 여러 패밀리로 분류됩니다. 이 중에서, 널리 사용되는 304 등급과 같은 오스테 나이트 스테인레스 강은 8% 내지 10.5% 범위의 상당한 양의 니켈을 함유하고 있습니다. 이 니켈 함량은 오스테 나이트 구조를 안정화시켜 연성 및 부식 저항을 향상시키는 데 도움이됩니다. 그러나, 페라이트 및 마르텐 스테이트 스테인레스 강은 일반적으로 니켈이 거의 또는 전혀 포함하지 않으며, 대신 그 특성에 대한 크롬에 의존합니다.
대조적으로, 니켈 기반 합금은 니켈을 1 차 성분으로, 일반적으로 50 중량%를 초과함으로써 정의된다. Hastelloy C -276 (59% Ni) 및 Monel 400 (65% Ni)과 같은 이러한 고성능 재료는 극한 환경을 위해 설계되어 고온 및 부식성 매체에 대한 뛰어난 저항성을 제공합니다. AMPP 용지 17935-2022은 고 합금 스테인레스 강과 니켈 기반 합금을 명시 적으로 구별하여 다르게 야금 기초를 강조합니다.
중요한 차이점은베이스 메탈에 있습니다. 스테인레스 스틸은 기본적으로 철분 기반이며 니켈 기반 합금은 1 차 성분으로 니켈을 갖습니다. 이 차이는 기계적 특성 및 응용 분야에 반영됩니다. 예를 들어, 66-75% 철분 함량이있는 304 스테인레스 스틸은 식품 가공 및 건축 적용에 널리 사용됩니다. 반면에 니켈 기반 합금은 항공 우주 터빈과 극한 조건이 우세한 화학적 처리에 없어서는 안됩니다.
24-26% 니켈이있는 904L과 같은 일부 높은 니켈 스테인레스 강은 선을 흐리게하고 한 번은 니켈 합금으로 분류되었습니다. 그러나 ISO 18069 : 2015와 같은 현대 표준은 철베이스로 인해 스테인레스 강으로 분류합니다. 이 진화는 합금 분류의 미묘한 특성을 강조합니다.
결론적으로, 특정 스테인레스 스틸 등급에는 상당한 니켈이 포함되어 있지만 니켈 기반 합금으로 간주되지 않습니다. 스테인레스 스틸의 철분이 풍부한 조성은 근본적으로 실제 니켈 기반 합금과 차별화되어 니켈 다수로부터 특성을 도출합니다. 이 차이는 기술적이지만 엔지니어링 및 제조에서 재료 선택에 중대한 영향을 미칩니다.

그림 1 : 고온 산업 응용 분야에 사용되는 니켈 기반 합금 성분

그림 2 : 부식 저항 특성을 보여주는 오스테 나이트 스테인리스 스틸 제품 ### 역사적 진화 및 현대 응용
스테인레스 스틸의 이야기는 1913 년 해리 브레 리 (Harry Brearley)가 우연히 영국 군대의 소총 배럴을 연구하면서 철 염소 합금의 부식성 특성을 발견했을 때 시작되었습니다. 이 돌파구는 Martensitic Stainless Steel의 개발로 이어졌고, 1929 년 독일 Metallurgist Bernhard Strauss가 특허를받은 상징적 인 18-8 오스테 나이트 조성 (18% 크롬, 8% 니켈)이 이어졌다. 한편, 니켈-기반 합금은 국제 니켈 회사에 의해 모넬 합금 (70% Ni, 30% Cu)의 발명으로 1905 년에 기원을 추적하여 고성능 부식성 재료의 시대를 개척했다.
2025 스테인리스 스틸 글로벌 시장 보고서에 따르면 오늘날 세계 스테인리스 스틸 시장은 2029 년까지 8.7% CAGR로 2029 년까지 2,4839 억 달러에이를 것으로 예상 된 놀라운 활력을 보여줍니다. 중국은이 성장을 이끌고, 스테인레스 스틸 수출은 2024 년에 5 백만 톤의 기록을 쳤으며, 건설, 자동차 및 소비재 부문의 강력한 수요에 의해 주도됩니다. 대조적으로, 니켈 기반 합금은 Inconel 625 및 Hastelloy C276을 지배하는 고급 응용 분야를 갖는 특수 틈새를 명령합니다.
기술적 뉘앙스 : 합금 조성에서 성능에 이르기까지
304 vs. 316 스테인레스 스틸 비교는 스테인레스 스틸 패밀리의 다양성을 보여줍니다. 304 (18-20% cr, 8-10. 5% ni)는 Kitchenware 및 Architectural Trim과 같은 일반적인 응용 분야의 작업 하서 역할을합니다. 이 Molybdenum 이점은 비용으로 제공됩니다. 316 스테인리스 스틸은 일반적으로 304 이상의 가격 프리미엄을 명령합니다.
니켈 기반 합금은 완전히 다른 리그에서 작동합니다. Inconel 625는 크롬 (20-23%), Molybdenum (8-10%) 및 Niobium (3. 15-4. 15%)에 의해 58%니켈베이스가 보강 된 58%의 니켈베이스를 갖는, 예외적 인 인수 강도 (930 MPA)를 나타내며 982도까지 구조적 무결성을 유지합니다. 이것은 항공 우주 터빈 성분 및 원자로 시스템에 선택되는 재료입니다. 57% 니켈, 15-17% molybdenum 및 3-4. 5% 텅스텐을 함유하는 Hastelloy C276은 극단적 인 화학 환경에서 탁월하여 최대 98%의 황 산 농도의 부식에 저항하고 연도 가스화 시스템에서 결함이 있습니다.
고급 제조 및 미래 추세
첨가제 제조의 최근 발전은 니켈 기반 합금 응용 분야에 혁명을 일으키고 있습니다. Tianjin University의 연구원들은 레이저 파우더 베드 퓨전을 사용하여 균열이없는 Haynes 230 합금을 개발하여 지르코늄 분리를 통해 이러한 획기적인 획기적인 성을 달성하여 열 응력을 완화시키는 연속 NI11ZR9 금속 네트워크를 형성합니다. 마찬가지로, 상하이 Jiao Tong University의 '강도가 강한 합금의 선택적 레이저 용융에 대한 연구는 항공 우주 및 에너지 부문에서 복잡한 성분 제조를위한 새로운 가능성을 열었습니다.
자동차 산업은 2029 년까지 스테인리스 스틸 수요가 1,627 억 달러에 달할 것으로 예상되며, 전기 자동차로의 전환은 2-3 타임을 필요로하는 전기 자동차로의 전환이 기존의 자동차보다 더 많은 스테인리스 스틸을 필요로하는 또 다른 성장을 보여줍니다. 한편, 니켈 기반 합금은 심해 오일 드릴링 장비에서 차세대 퓨전 반응기에 이르기까지 극한 환경에서 경계를 계속 밀고 있습니다.

그림 3 : 항공 우주 엔진 시스템에 사용되는 니켈 기반 합금 성분

그림 4 : 대량 생산 능력을 보여주는 현대적인 스테인레스 스틸 제조 공장
재료 과학이 진행됨에 따라 스테인레스 스틸과 니켈 기반 합금의 구별은 분명하지만 보완적인 상태로 남아 있습니다. 스테인레스 스틸은 균형 잡힌 성능과 비용 효율성으로 볼륨 응용 프로그램을 지배하지만 니켈 기반 합금은 현대 산업의 끊임없이 성장하는 요구를 충족시키기 위해 진화하는 극한의 환경-각 가족에서 기술 발전을 계속 가능하게합니다.