Alloy 690의 결정립계 특성과 연성 저하 균열 감수성(Grain Boundary Character in Alloy 690 and Ductility-Dip Cracking Susceptibility)

전문가 제언

□ 금속 재료의 용융 온도보다 조금 낮은 온도에서 연성이 저하하여 용접시 열 수축 등에 의해 용접열 영향부에서 발생하는 연성 저하 균열은 내열합금의 용접시 자주 나타나고 있다. 특히 내열 합금은 고온 강도를 높이기 위해 결정립 내에서 슬립이 일어나기 어렵게 되어 있어서 만일 연성이 저하되면 결정립계에서 슬립이 일어나며, 이 결과 용접에 의한 연성 저하 균열이 쉽게 발생하는 경향을 보인다.

□ 후판 재료를 다층 용접할 때 나중의 용접 패스에서 용접 금속이 열영향을 받게 되어 S, P, B 등과 같은 불순물 원소가 결정립계에 편석되기 쉬운 900～1,200K의 온도 범위에서 가열되고 오랫동안 유지하고 있으면 연성 저하 균열이 발생할 수 있다. 따라서 연성 저하 균열을 방지하기 위해 재료의 적절한 선택과 용접 조건의 도출이 필요하다.

□ 용접열 영향부에서 본드부와 가까운 부분 용해역(partially melted zone)이 용접열에 의해 모재 금속의 결정립계가 부분적으로 녹아 액막이 만들어진 후 응고 과정에서 수축이 일어나면서 발생하는 액화 균열은 P, S, Si, Nb 등의 불순물 원소의 입계 편석에 의한 결정립계의 저융점화, 금속간 화합물과 탄화물에서 용질 원소가 유출되어 융점이 저하된데 따른 조성적 액화(constitutional liquation) 등이 원인이 된다.

□ 액화 균열을 방지하기 위해서는 용접 금속의 화학 성분과 용접 공정 조건, 모재 금속의 조절이 중요하다. 용접 금속의 화학 성분은 용가재를 적절하게 선정하고 알맞은 희석률을 채택하여 조절하고 구속도를 낮추어 용접부에 작용하는 인장 응력의 크기를 낮추어야 하며 스텐레스 주강품과 같은 모재는 용접전에 균질화 열처리를 실시해야 한다.

□ 결정립계에 존재하는 MC 탄화물은 용접열에 의해 MC 탄화물 주위에 조성적 액화가 형성되어 고온 연성의 회복이 느리게 나타나고 균열감수성이 높아지게 된다. 결정립계에서 migration이 일어나면서 결정립계에 잔류하게 되는 탄화물이 입계의 액화에 미치는 영향에 대한 본고의 설명과 관련하여 Alloy 690에서 결정립계의 액화에 대한 탄화물의 거동을 정밀하게 분석할 필요가 있다.

저자

V.R.Dave

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2004

권(호)

83(1)

잡지명

Welding journal

과학기술
표준분류

재료

페이지

1~5

분석자

김*태

분석물

• Alloy 690의 결정립계 특성과 연성 저하 균열 감수성.pdf [195,857 byte]

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