입계제어에 의한 오스테나이트계 스테인리스강의 입계부식 억제 방법

전문가 제언

○ 스테인리스강은 내식성이 우수하나 Ni을 함유하는 오스테나이트계 스테인리스강은 425~815℃의 온도에서 장기간 노출되거나 용접시 입계에 Cr23C6와 같은 Cr탄화물이 석출하면 입계주위에 Cr 고갈영역이 형성되어 입계부식과 함께 응력부식에 의한 균열 발생의 가능성이 높아진다. 입계 근처의 Cr농도가 12% 이하로 저하하면 입계부식에 대한 감수성이 높아지며 이러한 현상을 스테인리스강의 “예민화(sensitization)”라고 한다.

○ 스테인리스강의 입계부식을 방지하는 방법으로는 ① 1000℃이상의 용체화처리에 의하여 탄화물을 분해한 후 급랭하여 Cr탄화물의 생성을 억제하는 방법, ② Cr보다 탄화물 생성이 용이한 Ti, Nb 등을 첨가하는 방법, ③ Cr탄화물을 형성하지 않을 정도로 저탄소화(0.03% 이하)하는 방법 등이 이용되고 있다. 위의 방법은 입계부식을 경감시키는 데에는 어느 정도 기여하고 있으나 완전히 억제하는 수준에는 이르지 못하고 있다.

○ 최근 EBSD(Electron Back Scatter Diffraction)법에 의한 결정립 구조의 미세분석이 가능해 짐에 따라 입계구조를 제어하여 재료특성에 유용한 입계만을 도입하여 목적하는 특성을 발현시키는 입계공학이 새로운 재료기술로서 연구되고 있다. 스테인리스강의 입계부식 방지에도 가공열처리를 통하여 Cr탄화물의 석출이 억제되는 저에너지 구조의 대응입계(CSL입계)를 고밀도로 분산시키는 입계공학 수법이 이용되어 내입계부식성을 4배나 개선시키는데 성공하고 있다.

○ 원자로의 내장재로 이용되는 오스테나이트계 스테인리스강에서도 중성자 조사에 의한 응력부식균열(IASCC : Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking)이 문제가 되고 있다. 스테인리스강의 입계제어는 응력부식균열이나 방사선 손상의 억제에도 유효한 것으로 보고되고 있다. 일본 후쿠시마 원전에서 유발된 원전의 안전성 문제가 세계적 관심사가 되고 있다. 국내의 원전 안전성 면에서도 원자로용 스테인리스강의 입계열화는 반드시 해결되어야 할 과제인 만큼 이 분야의 연구가 반드시 필요하다.

저자

Hiroyuki Kokawa

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

15(12)

잡지명

ふぇらむ

과학기술
표준분류

재료

페이지

749~754

분석자

심*동

분석물

• 입계제어에 의한 오스테나이트계 스테인리스강의 입계부식 억제 방법.pdf [232,697 byte]

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