금속재료 기출 - 스테인리스
금속재료 기능장, 금속재료 산업기사 기출 : 스테인리스
스테인리스란?
스테인 리스강은 철(Fe)에
상당량의 크롬(Cr)을 넣어 녹이 잘 슬지 않게 만든 강을 말한다. 여기에
탄소(C), 규소(Si), 니켈(Ni), 망간(Mn) 등 합금원소를 투입하여 원하는 성질을 구한다.
스테인리스강의 특징
표면이 미려하여 의장성이 뛰어나다.
내식성이 월등하고, 사용환경의 제약이 적다.
가공성이 우수하여 변형이 용이하고, 강도가 높아 외부의 충격에 강하다.
고온강도가 좋다.
스테인리스강의 종류
- 오스테 나이트계 스테인리스강
: 페라이트계 스테인리스강에 비산화성 산에 대한 약한 성질을 개선하고자 Ni Mo Cu 등을
첨가한 강으로써, 상온에서 비자성이다
내식성이 페라이트계보다 낫다
인성이 좋아 가공에 용이하다
용접하기 쉽다
대표강은 18-8 STS이다 (18%Cr, 8%Ni)
- 페라이트계 스테인리스강
-마르텐사이트계 스테인리스강
- 석출경화계 스테인리스강
18-8 스테인리스강의 조직의 성질 및 특성
조직
오스테나이트
특징
내산성 및 내식성이 13%Cr
STS보다 낫다.
비자성이다.
인성이 좋아 가공에 유리하다.
용접하기 쉽다.
묽은 황산, 염산, 염소가스, 황산염 용액등에 대한 내산성이 약하다.
입계부식의 우려가 있다.
오스테 나이트계 스테인리스의 고용화 열처리
냉간 가공 혹은 용접 등에 의해 생긴 내부 응력을 제거하면서 열간가공이나
용접등에 의해 결정립계로 모인 Cr탄화물 및 시그마상을 고용하여 조직의 재결정을 한다.
연성의 회복 및 내식성 향상을 기대할 수 있다.
온도는 1050도가 적당하며 이보다 높을 경우 더 많은 석출탄화물이 고용되나 결정립이 커지고
산화스케일의 발생으로 표면이 거칠어진다.
STS의 입계부식
고온으로부터 급랭한 오스테 나이트계 18-8 스테인리스강을 500-850도로 재가열하면 탄소가 오스테나이트
결정립계로 이동하여 탄화크롬이라는 탄화물이 석출 된다. 이로 인해 결정립계 근처의 크롬의 함량은 낮아지게
되고 내식성이 감소되어 부식이 일어난다.
입계부식 방지방법
탄소량을 낮게 하여(X <
0.03%C)탄화물(Cr4C)형성을 억제한다.
Ti, Nb, Ta 등의 원소를 첨가하여 Cr4C 대신
TiC TaC NbC 등을 만들어 Cr의 감소를 막는다.
금속재료 기능장, 금속재료 산업기사 관련문제
스테인리스강 조직학적 종류 4가지
오스테나이트계
마르텐자이트계
페라이트계
석출경화계
18-8 스테인리스강에 대해 설명하시오
대표원소 - 18%Cr ,
8%Ni
2원계 - 마르텐자이트계, 페라이트계
3원계 - 오스테나이트계, 석출경화계
3원계가 2원 계보다 나은 장점 - 내
해수성, 응력부식균열 저항성이 증가한다.
STS304를 1065℃로 풀림 후 공랭한 사진이다.
물음에 답하시오
해당조직 - 오스테나이트
성분조성 - 18%Cr , 8%Ni
( ) 완성하기
스테인리스는 1000℃에서
서서히 냉각하면 입계에서 탄화물이 생기는 (입계부식) 결함이 발생한다.
탄화물이 입계에 석출 되지 않게 하기 위해 약 1000℃에서 급랭시 (용체화처리)한 오스테나이트 조직이 된다.
입계부식
(Intergranular corrosion)을 설명하시오(스테인리스의 예민화)
오스테나이트계 스테인리스강은 예민화온도구역인 425~815℃에서 C원자는 입계에 쉽게 확산되어 Cr탄화물을 형성한다. 입계에 Cr탄화물이
석출 된 결과 결정립계부근엔 Cr량이 감소하여 부식이 발생한다.
입계부식 방지방법
저 탄소강종을 사용한다. (0.03%C 이하)
Ti,
Ta, Nb 등을 첨가
고용화(용체화) 처리
응력부식균열
응력이 작용하고 있는 강을 염화물 및 알칼리
용액 중에서 사용 시 국부적인 균열을 일으켜 파괴되는 현상
공식
(pitting corrosion)
스테인리스 및 티타늄과 같은 표면에 부동태피막에
의해 내식성이 유지되는 금속은 표면일부가 파괴되면 새로운 표면이 노출되어 용해된 국부적인 부식이 진행된다. 이것을
공식이라고 한다.
18-8
스테인리스강의 용체화 처리하는 이유
입계부식 방지, 내식성 향상
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