내열금속재료 개발동향

전문가 제언

○ 고온강도가 요구되는 내열합금에는 Ni이나 Co의 2금속을 기본으로 사용하고 제3의 금속을 첨가하여 고온내식성을 높이고 있다. 650℃이상의 고온에서는 Cr계 보호 산화피막(CrO3)으로써 내열성을 확보하고 있으나 내식성까지 만족하기란 한계가 있다.

○ 최근 일본에서는 400~500℃급 과열 수증기에 견디는 고온내식강을 개발하여 발전소 폐기물 보일러재로 사용하고 있다. 내식성이 우수한 50Ni-50Cr합금도 산화성 분위기의 고온에서는 심한 부식손상을 받는다. 이유는 2상조직중의 Cr이 풍부한 ‘[Cr]상에 줄지어 부식이 선택적으로 일어나기 때문이다. Cr함량이 낮은 상(Ni-Cr고용체)이나 Fe기나 Ni기의 합금에 Cr대용의 Mo원소첨가로써 내식성을 향상시키고 있다.

○ Cr강에 Mo를 병용하면 크롬강의 경화성이 개선되며 뜨임취성이 감소한다. 구조용 강으로서는 강인용과 표면경화강이 있으며, 2.25%Cr 1%Mo강이 압력용기의 고장력강으로 사용하기 시작하였다. 보일러 강판용으로는 0.8∼1.2%Cr, 0.2~0.5%Mo의 0.1~0.2%C의 일본에서는 고온내식용 보일러(STB42)와 터빈, 자동차부품 내열강을 자체적으로 규격화하여 개발하고 있다.

○ 내열강은 주로 STR의 국내KS규격과 SUH의 일본JIS규격으로 표기하며 고온고압 보일러, 가스터빈이나 제트엔진 등의 고열소재 및 자동차나 선박, 항공기 등의 엔진내부 밸브용으로 사용한다. 전기장판이나 히터 등의 전열기 속 니크롬선과 같이 직접 발열하는 부품의 소재로도 사용한다. 국내 POSCO특수강에서는 자동차엔진 흡기밸브용 STR3과 STR11, 배기밸브용의 합금첨가량이 많은 STR35를 생산하고 있다.

○ 내열강에 합금원소를 첨가하여 국산화하는 연구가 활성화 되고 있는 가운데 최근 강원도 춘천에서는 니오븀(Nb)이 국내 최초로 발견되었다. 니오븀을 향후 자동차 내열합금 제조에 활용한다면 얇은 두께의 고강도내식성 자동차부품, 보일러, 터빈회전 날개의 내식성향상과 연료절감에 기여할 수 있다.

저자

Ryohei Tanaka

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

60(6)

잡지명

特殊鋼

과학기술
표준분류

재료

페이지

2~7

분석자

김*상

분석물

• 내열금속재료 개발동향.pdf [350,688 byte]

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