일반적으로 오스테나이트계 스테인리스강에 우수한 내식성 및 내산화성을 부여하는 것은 표면에 생성되는 보호성의 Cr산화피막이라고 알려져 있다. 본 실험에서는 304, 316 및 321 스테인리스강에 대한 산화실험을 통하여 첨가원소(Mo, Ti)에 따른 산화특성을 분석하였다. 시편을 용체화 처리시킨 후 1㎛ 알루미나까지 표면을 연마한 다음 건조공기 중에서 비교적 저온인 300℃, 500℃와 고온인 800℃, 1000℃ 및 1200℃의 두 영역으로 나누어 산화 실험을 하였다. 저온 산화특성을 관찰하고 확인하기 위하여 TEM시편을 제작하였으며, 산화 전후에 TEM으로 산화표면 형상과 산화막 조성을 관찰하여 ESCA 분석결과와 비교 검토하였다. 고온 산화특성은 ...
일반적으로 오스테나이트계 스테인리스강에 우수한 내식성 및 내산화성을 부여하는 것은 표면에 생성되는 보호성의 Cr산화피막이라고 알려져 있다. 본 실험에서는 304, 316 및 321 스테인리스강에 대한 산화실험을 통하여 첨가원소(Mo, Ti)에 따른 산화특성을 분석하였다. 시편을 용체화 처리시킨 후 1㎛ 알루미나까지 표면을 연마한 다음 건조공기 중에서 비교적 저온인 300℃, 500℃와 고온인 800℃, 1000℃ 및 1200℃의 두 영역으로 나누어 산화 실험을 하였다. 저온 산화특성을 관찰하고 확인하기 위하여 TEM시편을 제작하였으며, 산화 전후에 TEM으로 산화표면 형상과 산화막 조성을 관찰하여 ESCA 분석결과와 비교 검토하였다. 고온 산화특성은 SEM, EDS 및 XRD를 이용하여 산화표면 형상과 산화층 조성을 분석하였다. 저온 산화특성을 분석한 결과 300℃에서는 이들 강의 가장 표면에는 비정질의 Fe 산화물이 생성되었고 그 안쪽에 다결정의 (Cr, Fe)₂O₃가 생성되었다. 또한 이러한 강들을 500℃에서 산화시키면 Mo이 첨가된 316강의 경우 입계와 입내에서 산화가 다른 강들보다 현저히 억제됨을 알 수 있었는데 이는 첨가된 Mo이 재료내에 Cr탄화물 생성을 억제하기 때문으로 판단된다. 1200℃이상의 고온에서 산화시키면 가장 바깥층에 수 십 ㎛정도의 조대한 Fe산화물층이 생성되고 그 안쪽에 더 미세한 (Cr, Fe)₂O₃가 생성되었다. 이 경우 금속/산화물 ((Cr, Fe)₂O₃) 계면에 Cr-rich 영역이 존재하는데 이러한 Cr-rich 영역이 고온에서 반응이온들의 이동을 억제하여 산화를 지연시키는 장애물로 작용하는 것으로 판단된다. 고온에서 산화시켰을 때 Ti은 강 표면에 형성된 산화물내에 존재하였으며 Ni은 산화층/산화층, 산화층/금속 계면에 농축되었다.
일반적으로 오스테나이트계 스테인리스강에 우수한 내식성 및 내산화성을 부여하는 것은 표면에 생성되는 보호성의 Cr산화피막이라고 알려져 있다. 본 실험에서는 304, 316 및 321 스테인리스강에 대한 산화실험을 통하여 첨가원소(Mo, Ti)에 따른 산화특성을 분석하였다. 시편을 용체화 처리시킨 후 1㎛ 알루미나까지 표면을 연마한 다음 건조공기 중에서 비교적 저온인 300℃, 500℃와 고온인 800℃, 1000℃ 및 1200℃의 두 영역으로 나누어 산화 실험을 하였다. 저온 산화특성을 관찰하고 확인하기 위하여 TEM시편을 제작하였으며, 산화 전후에 TEM으로 산화표면 형상과 산화막 조성을 관찰하여 ESCA 분석결과와 비교 검토하였다. 고온 산화특성은 SEM, EDS 및 XRD를 이용하여 산화표면 형상과 산화층 조성을 분석하였다. 저온 산화특성을 분석한 결과 300℃에서는 이들 강의 가장 표면에는 비정질의 Fe 산화물이 생성되었고 그 안쪽에 다결정의 (Cr, Fe)₂O₃가 생성되었다. 또한 이러한 강들을 500℃에서 산화시키면 Mo이 첨가된 316강의 경우 입계와 입내에서 산화가 다른 강들보다 현저히 억제됨을 알 수 있었는데 이는 첨가된 Mo이 재료내에 Cr탄화물 생성을 억제하기 때문으로 판단된다. 1200℃이상의 고온에서 산화시키면 가장 바깥층에 수 십 ㎛정도의 조대한 Fe산화물층이 생성되고 그 안쪽에 더 미세한 (Cr, Fe)₂O₃가 생성되었다. 이 경우 금속/산화물 ((Cr, Fe)₂O₃) 계면에 Cr-rich 영역이 존재하는데 이러한 Cr-rich 영역이 고온에서 반응이온들의 이동을 억제하여 산화를 지연시키는 장애물로 작용하는 것으로 판단된다. 고온에서 산화시켰을 때 Ti은 강 표면에 형성된 산화물내에 존재하였으며 Ni은 산화층/산화층, 산화층/금속 계면에 농축되었다.
Austenitic stainless steel has excellent corrosion and oxidation resistance for Cr₂O₃protective film on surface. In this study, oxidation behavior of 304, 316 and 321 stainless steels were studied. After solution treatment, specimens were polished up to 1㎛ Al₂O₃grade and then subjected to oxidation ...
Austenitic stainless steel has excellent corrosion and oxidation resistance for Cr₂O₃protective film on surface. In this study, oxidation behavior of 304, 316 and 321 stainless steels were studied. After solution treatment, specimens were polished up to 1㎛ Al₂O₃grade and then subjected to oxidation treatment in dry air. Two range of temperature was used for oxidaton treatment; low temp. range(300℃, 500℃) and high temp. range (800℃, 1000℃, 1200℃). To study oxidation behavior at low temperature, TEM was used for analyzing the components and structure of oxide film. Also, these results were compared with the results of ESCA. To study oxidation behavior at high temperature, components and structure of oxide scale were analyzed with SEM, EDS and XRD. According to the results of TEM analysis after low temperature oxidation treatment, it was founded that thin amorphous Fe oxide was formed on top of surface and polycrystalline (Cr,Fe)₂O₃was formed below the amorphous Fe oxide layer. The specimens oxidized at 500℃ showed that 316 stainless steel resists more strongly to grain and grain boundary oxidation than 304 and 321 stainless steel. These results suggested that Mo component resolved in 316 stainless steel matrix suppressed the formation of Cr carbide which may results in local Cr deplete area. When oxidation treatment was conducted at 1200℃, large thickness of Fe oxide scale was formed on top of surface and fine (Cr,Fe)₂O₃oxide film was formed below it. Cr rich zone existed at interface between metal and (Cr,Fe)₂O₃oxide layer, and it was believed that this zone acted as obstacle to oxidation. At the specimen oxidized at high temperature such as 1200℃ Ti was detected at oxide island on large oxide scale of 321 stainless steel, and it was concluded that Ti has negligible effect on resistance to oxidation. Most of Ni was detected at the interface between metal and (Cr,Fe)₂O₃and also detected at the interface between Fe₂O₃and (Cr,Fe)₂O₃.
Austenitic stainless steel has excellent corrosion and oxidation resistance for Cr₂O₃protective film on surface. In this study, oxidation behavior of 304, 316 and 321 stainless steels were studied. After solution treatment, specimens were polished up to 1㎛ Al₂O₃grade and then subjected to oxidation treatment in dry air. Two range of temperature was used for oxidaton treatment; low temp. range(300℃, 500℃) and high temp. range (800℃, 1000℃, 1200℃). To study oxidation behavior at low temperature, TEM was used for analyzing the components and structure of oxide film. Also, these results were compared with the results of ESCA. To study oxidation behavior at high temperature, components and structure of oxide scale were analyzed with SEM, EDS and XRD. According to the results of TEM analysis after low temperature oxidation treatment, it was founded that thin amorphous Fe oxide was formed on top of surface and polycrystalline (Cr,Fe)₂O₃was formed below the amorphous Fe oxide layer. The specimens oxidized at 500℃ showed that 316 stainless steel resists more strongly to grain and grain boundary oxidation than 304 and 321 stainless steel. These results suggested that Mo component resolved in 316 stainless steel matrix suppressed the formation of Cr carbide which may results in local Cr deplete area. When oxidation treatment was conducted at 1200℃, large thickness of Fe oxide scale was formed on top of surface and fine (Cr,Fe)₂O₃oxide film was formed below it. Cr rich zone existed at interface between metal and (Cr,Fe)₂O₃oxide layer, and it was believed that this zone acted as obstacle to oxidation. At the specimen oxidized at high temperature such as 1200℃ Ti was detected at oxide island on large oxide scale of 321 stainless steel, and it was concluded that Ti has negligible effect on resistance to oxidation. Most of Ni was detected at the interface between metal and (Cr,Fe)₂O₃and also detected at the interface between Fe₂O₃and (Cr,Fe)₂O₃.
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