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스테인리스강 용접 열영향부에 대한 고찰

전문가 제언: ○ 스테인리스강을 용접하면 아크열에 의해 모재가 액상과 고상이 혼합하여 존재하는 부분 용해역(Partially Melted zone; PMZ)과 모재가 아크열의 영향을 전혀 받지 않는 원모재(Base Metal; BM) 사이에서 형성되는 용접열영향부는 모재의 미세조직이 아크열에 의해 변태를 일으켜서 용접부의 성능을 크게 약화시키므로 용접열영향부의 크기를 최소화하는 용접시공기술과 용접모재의 개발이 중요하다.

○ Fe와 Cr의 금속간 화합물인 시그마상은 Cr이 많을수록 쉽게 석출하며 700~750℃ 부근에서 많이 석출하여 스테인리스강을 취약하게 한다. 또한 오스테나이트계 스테인리스강 용접부가 짧은 시간 동안 열시효와 열처리를 받으면 용접금속 중의 δferrite가 시그마상으로 변하여 용접부의 인성과 연성이 떨어지고 취약하게 된다. 따라서 시그마상이 석출하지 않도록 스테인리스강의 종류에 적합한 용접시공기술의 개발이 이루어져야 할 것이다.

○ 오스테나이트계 스테인리스강 용접부의 입계 부식을 방지하기 위해서는 Ti, Nb과 같이 C과 친화력이 강하여 안정한 탄화물을 만드는 안정화 스테인리스강 모재와 용접재료를 사용해야 한다. 만일 예민화 온도이상의 고온상태에서 Ticarbide와 Nbcarbide가 분해되면 나이프라인어택이 발생하게 되므로 Ticarbide와 Nbcarbide의 안정화 탄화물이 재생성되도록 880℃ 근방에서 용접부에 대한 안정화 열처리가 필요하다.

○ AISI 347H, AISI 347HLN 등과 같이 안정화 처리된 오스테나이트계 스테인리스강에 대해 용접부의 잔류응력을 제거하고 카바이드, 페라이트, 시그마상을 용해시키며 Nbcarbide 석출물을 조대하게 만들어 고온 연성을 향상시키는 동시에 재열균열의 발생을 줄여 줄 수 있는 용접후열처리기술이 필요하다.

저자: C. Meadows
자료유형: 학술정보