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제안 방법
- 따라서 본 연구는 11% Cr조성에 탄소를 각각 0.11% 및 0.02% 함유한 410 및 410L 마르텐사이트계 스테인리스강을 이용하여 고온에서 질소침투 열처리 후 표면에서 내부로의 상변화, 경도변화, 질소 함량변화 및 내식성변화를 조사하였고, 질소가 침투된 시료를 템퍼링 할 때 미세조직 변화 및 경도 변화로서 질소첨가 강의 템퍼링에 의한 조직변화를 조사하였다.
- 한편 1100℃에서 10시간 NP처리한 시료는 템퍼링의 영향을 조사하기 위하여 표면과 내부가 일정한 질소함량을 가지도록 1150℃에서 2시간 고용화 어닐링(SA처리)한 후 수냉한 다음, 300℃~700℃에서 1시간 템퍼링하여 조직 및 경도 변화를 조사하였다. 열처리가 끝난 시료는 연마 및정마 과정을 거친 다음 45ml glyceline + 15ml HNO3 + 30ml HCl에서 에칭한 후 표면과 내부의 미세조직 변화, 질화물석출, 경도변화를 광학현미경, 주사전자현미경(FESEM)을 사용하여 분석하였고 질소침투에 따른 최외각 표면에서 내부기지로의 경도 변화는 마이크로 비커스 경도기(Load = 100 g)로 측정하였다. 미세 석출물 및 기지의 상 분석은 5% picric acid + 95% acetic acid 용액으로 jet polishing한 다음 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 관찰하였다.
- 열처리가 끝난 시료는 연마 및정마 과정을 거친 다음 45ml glyceline + 15ml HNO3 + 30ml HCl에서 에칭한 후 표면과 내부의 미세조직 변화, 질화물석출, 경도변화를 광학현미경, 주사전자현미경(FESEM)을 사용하여 분석하였고 질소침투에 따른 최외각 표면에서 내부기지로의 경도 변화는 마이크로 비커스 경도기(Load = 100 g)로 측정하였다. 미세 석출물 및 기지의 상 분석은 5% picric acid + 95% acetic acid 용액으로 jet polishing한 다음 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 관찰하였다. NP처리가 끝난 시료의 최외각 표면층에서 내부로의 질소농도 변화는 GDS(Glow Discharge Spectrometer)를 이용하여 분석하였으며 질소침투 열처리된 시료와 고용화 어닐링한 시료의 내식성은 상온의 1N H2SO4 수용액에서 Ag/AgCl을 기준전극으로 사용하여 potentiodynamic polarization법으로 평가하였다.
- 질소침투 열처리한 강을 고용화 열처리하면 질소원자가 표면에서 내부로 확산되어 표면과 내부의 조직과 경도가 균일하게 되므로 얇은 두께의 봉재나 판재의 경우는 질소가 첨가된 강과 동일한 성질을 얻을수 있다. 본 실험에서는 1100℃에서 질소침투 열처리한 강을 1150℃에서 2시간 고용화 열처리하여 55mm 환봉 및 6t 판재의 조직과 경도가 균일하게 되었고 이를 NPSA(Nitrogen Permeation followed by Solution Annealing) 처리로 명명하였다. Fig.
- 1%를 고려할 때 450℃에서의 최대 경도값은 약 120Hv 차이를 보인다. 450℃에서 최대 경도값을 보이고 그이상의 온도에서 경도값이 감소하는 이유를 조사하기 위하여 투과전자 현미경 관찰을 하였다.
- 410 및 410L 마르텐사이트계 스테인리스강을 고온에서 질소침투 열처리한 후 300℃~700℃에서 템퍼링하여 템퍼링 온도변화에 따른 조직변화를 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 질소침투 (Nitrogen Permeation : NP) 열처리는 분위기로에서 질소가스 압력을 1kg/mm2로 유지하고 1050℃~ 1150℃ 범위에서 50℃간격으로 10시간동안 유지후 수냉하였다. 한편 1100℃에서 10시간 NP처리한 시료는 템퍼링의 영향을 조사하기 위하여 표면과 내부가 일정한 질소함량을 가지도록 1150℃에서 2시간 고용화 어닐링(SA처리)한 후 수냉한 다음, 300℃~700℃에서 1시간 템퍼링하여 조직 및 경도 변화를 조사하였다. 열처리가 끝난 시료는 연마 및정마 과정을 거친 다음 45ml glyceline + 15ml HNO3 + 30ml HCl에서 에칭한 후 표면과 내부의 미세조직 변화, 질화물석출, 경도변화를 광학현미경, 주사전자현미경(FESEM)을 사용하여 분석하였고 질소침투에 따른 최외각 표면에서 내부기지로의 경도 변화는 마이크로 비커스 경도기(Load = 100 g)로 측정하였다.
대상 데이터
- 시판되고 있는 410 및 410L 마르텐사이트계 스테인리스강(55mm 환봉 및 6t 판재)을 원소재로 사용하였다. 화학조성은 Table 1에 나타내었다.
이론/모형
- 미세 석출물 및 기지의 상 분석은 5% picric acid + 95% acetic acid 용액으로 jet polishing한 다음 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 관찰하였다. NP처리가 끝난 시료의 최외각 표면층에서 내부로의 질소농도 변화는 GDS(Glow Discharge Spectrometer)를 이용하여 분석하였으며 질소침투 열처리된 시료와 고용화 어닐링한 시료의 내식성은 상온의 1N H2SO4 수용액에서 Ag/AgCl을 기준전극으로 사용하여 potentiodynamic polarization법으로 평가하였다.
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