소재부품손상원인분석센터

기술자료

기술자료

[용어해설] 스텐레스강의 예민화(Sensitization)

페이지 정보

작성자 관리자 댓글 0건 조회 4,344회 작성일 06-07-18 15:03

본문

Stainless steel은 1800년대 초반 합금강에 대한 연구를 시작으로 개발 되었으며 크롬 18%, 니켈 8%의 SUS304가 가장 대표적인 합금이라 할 수 있다. SUS304에는 0.08% 이하의 탄소가 함유되어 있는데 이 탄소는 425℃에서 815℃의 온도범위에서 불용성의 (Fe,Cr)23C6 크롬탄화물을 형성하며 이는 입계(grain boundary)에 선택적으로 석출된다. 따라서 열처리나 용접에 의해 열영향을 받은 부위의 입계에서는 크롬탄화물의 석출물이 형성되고 그 입계를 따라 석출물 주위에는 그림1에서와 같이 크롬농도 저하 및 고갈현상이 나타난다. 이러한 현상을 예민화(sensitization) 되었다고 하며 이때 크롬농도가 낮아진 부위는 주위의 크롬농도가 정상적인 부위에 비하여 내식성이 떨어져 부식분위기에 노출 시 입계가 선택적으로 부식을 당하는 입계부식(IGC, intergranular corrosion)현상이 나타난다. 이렇게 예민화 된 소재는 탄소가 고용이 되는 815℃ 이상에서 용체화(solid solution)처리를 하여 급냉 시킨 후 사용하여야 피해를 줄일 수 있다. 예민화 방지를 위해서는 그림2 에 표시된 예민화 영역을 만나지 않게 냉각을 시킨다. 그러나 현실적으로 가능하지 않은 경우가 생기므로 강 중에 탄소나 질소성분의 함량을 낮추거나, 크롬에 비하여 탄화물 형성 경향이 높은 Ti이나 Nb과 같은 원소를 첨가하여 예민화 생성 시간영역을 이동시킴으로써 예민화를 방지한다. 다음은 SUS304 보다 내입계부식성을 향상시킨 실용화된 강으로 SUS304L합금은 탄소함유량을 0.03%이하로 저감시킨 경우이고,  SUS321과 SUS347은 각각 Ti이나 Nb을 첨가한 경우이다. 페라이트계 강종에서는 탄소와 질소의 용해도가 낮아서 크롬의 탄질화물의 석출이 925℃이상의 고온에서도 용이하게 일어난다.

관련 URL : http://face.kims.re.kr/support/supp03.html?link_name=keyword&select_mon=200606