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크리프 강도가 높은 내산화성 오스테나이트 스테인리스강

전문가 제언
○ 고내산화성과 고크리프 강도를 나타내는 오스테나이트 스테인리스강은 wt%로 12~37Ni, 10~25Cr, 2~3.5Al, 0~1Nb, 0.03~0.15C을 함유하는 성분으로 N, Ti 및 V은 없거나 아주 낮은 농도를 가졌다. 이 합금은 외부의 연속 알루미나 보호 스케일을 형성하여 700~800℃의 온도에서 고 내산화성을 제공하고 또한 기본적으로 안정된 단상의 면심 입방구조(FCC: Face Centered Cubic) 오스테나이트 기지 미세조직을 만들어 이 온도에서 고강도와 높은 내크리프성을 나타낸다.

○ 4.5wt% 미만의 Al 합금은 알루미나 필름이 부족하여 스피넬 산화물 표면을 형성하는데 이것은 박리하여 내부 Al2O3를 만든다. 합리적인 크리프 강도를 위해서는 22wt% 이상의 Ni 함량이 필요하다. 높은 Al 함량에서 보통 오스테나이트 스테인리스강만큼의 크리프 강도에 필요한 Ni의 함량은 대략 37wt%이다.

○ 일련의 염가 Al2O3 형성 고크리프 강도 오스테나이트 스테인리스강이 최근에 개발되었다. 이 합금은 Fe-20Ni-14Cr-2.5Al을 모재로 한 것으로 그 강도는 NbC의 나노 분산으로 달성된다. 이러한 합금들은 구조부품의 가동온도를 상당히 상승시킬 가능성을 가져 에너지 변환체계에서 직면하는 가혹한 산화조건에서 이용될 수 있다. 소량의 Al은 오스테나이트 기지조직을 가능케 하여 우수한 내크리프성을 얻는 것이 가능하게 되었다. 750℃ 공기와 100MPa에서 2,000시간을 초과하는 크리프 수명과 10% 기증기를 함유한 650~800℃ 공기에서 내식성을 크게 발휘하였다.

○ 합금들은 주조, 고용화열처리 및 1,200℃에서의 열기계적 처리로 제조되어 약 100㎛의 결정 크기가 만들어진 다음 두께의 10% 감소로 냉간 압연하여 석출물 형성을 개선하기 위해 전위를 유도한다. 이 계열의 합금은 그 우수한 고온 크리프 강도의 근원인 나노규모의 M(=Nb, Ti, V) 탄화물 석출물의 핵생성 부위 역할을 하는 냉간가공과 연계된 전위에 크게 의존하기 때문에 냉간압연이 시행된다.
저자
UT-BAT-TELLE, LLC
자료유형
특허정보
원문언어
영어
기업산업분류
재료
연도
2008
권(호)
WO20080086141
잡지명
PCT 특허
과학기술
표준분류
재료
페이지
1~34
분석자
김*만
분석물
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