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해수환경하에서 스테인리스강의 전기화학적 특성 개선을 위한 합금원소의 영향
Effects of alloy elements on electrochemical characteristics improvement of stainless steel in sea water 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.38 no.7, 2014년, pp.890 - 899  

이정형 (Division of Marine Engineering, Mokpo Maritime University) ,  최용원 (Division of Marine Engineering, Mokpo Maritime University) ,  장석기 (Division of Marine Engineering, Mokpo Maritime University) ,  김성종 (Division of Marine Engineering, Mokpo Maritime University)

초록
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오스테나이트계 스테인리스강은 우수한 내식성으로 인해 다양한 산업에 널리 적용되는 재료이다. 그러나 열처리나 용접 실시 후 입계에 크롬 탄화물 생성으로 크롬 결핍대가 형성되어, 입계의 내식성이 상대적으로 취약해지는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 Ti 또는 Nb과 같은 탄소 안정화 원소를 첨가하여 크롬 탄화물 생성을 억제한다. 이러한 안정화된 스테인리스강에 대한 해수환경하에서의 내식성에 관한 연구는 적은 실정이다. 본 연구에서는 안정화 원소(Ti 및 Nb)를 함량 변수로 첨가한 스테인리스강에 대해 해수환경하에서 전기화학적 특성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 합금원소 첨가에 따른 미세조직의 변화를 관찰하였으며, 자연전위 측정과 동전위분극 실험을 통해 전기화학적 특성을 파악하였다. 미세조직 관찰 결과, 모든 시편에서 오스테나이트 기지상 이외에 합금원소 첨가에 따른 개재물이 관찰되었다. 이러한 개재물은 기지 조직과 상이한 전기화학적 특성을 가지는 것으로 판단되며, 안정화 원소의 종류 및 함량에 따라 뚜렷한 전기화학적 특성 차이를 나타냈다. 본 연구 결과 오스테나이트계 스테인리스강에 내식성 향상을 위해 첨가되는 Ti 또는 Nb은 첨가량에 따라 서로 다른 전기화학적 특성을 나타내므로, 이를 고려한 합금 설계가 중요할 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Austenitic stainless steel is widely used in various industries due to its excellent corrosion resistance. However, Cr carbides precipitation along the grain boundaries after heat treatment or welding may develop Cr depleted zone, which acts as a preferential site for intergranular corrosion attack....

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 해양환경에서 안정화 원소 Ti과 Nb이 스테인리스강의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 규명하고자 한다.
  • 본 연구에서는 오스테나이트계 스테인리스강의 탄소 안정화 원소인 Ti과 Nb의 첨가량에 따라 상이한 미세조직이 존재함을 확인하였으며, 이러한 미세조직 차이에 기인한 전기화학적 부식 특성에 대해 고찰하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
오스테나이트계 스테인리스강에서 예민화 현상이 발생하는 원인은 무엇인가? 이와 같은 산업에 사용되는 스테인리스강으로 구조물 제작시 강도, 가공성, 내식성 등을 확보하기 위해 열처리는 필수적이며, 이들 구조물 접합을 위해서 다양한 용접 기술이 적용된다. 오스테나이트계 스테인리스강은 용접과 열처리 시 특정온도 구간(450~850℃)에서 일정 시간 유지하면 예민화(sensitization) 현상이 발생한다. 예민화 현상으로 인해 결정립계에 크롬 탄화물이 석출되고, 이크롬탄화물 형성으로 크롬 고갈대가 형성되어 입계부식이 발생한다[1].
오스테나이트계 스테인리스강이 다양한 산업에 널리 적용되는 이유는 무엇인가? 오스테나이트계 스테인리스강은 우수한 내식성으로 인해 다양한 산업에 널리 적용되는 재료이다. 그러나 열처리나 용접 실시 후 입계에 크롬 탄화물 생성으로 크롬 결핍대가 형성되어, 입계의 내식성이 상대적으로 취약해지는 문제점이 있다.
오스테나이트계 스테인리스강의 문제점은 무엇인가? 오스테나이트계 스테인리스강은 우수한 내식성으로 인해 다양한 산업에 널리 적용되는 재료이다. 그러나 열처리나 용접 실시 후 입계에 크롬 탄화물 생성으로 크롬 결핍대가 형성되어, 입계의 내식성이 상대적으로 취약해지는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 Ti 또는 Nb과 같은 탄소 안정화 원소를 첨가하여 크롬 탄화물 생성을 억제한다.
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참고문헌 (28)

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  14. D. S. Kim, B. D. You, Y. K. Shin, Y. Lee and B. H. Youn, "Deoxidation and denitrogenization of 18%Cr-8%Ni stainless steel by Ti addition", Korean Journal of Metals and Materials, vol. 32, no. 10, pp. 1210-1218, 2002 (in Korean). 

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  25. R. Pascali, A. Benvenuti and D. Wenger, "Carbon content and grain size effects on the sensitization of AISI type 304 stainless steels", Corrosion, vol. 40, no. 1, pp. 21-32, 1984. 

  26. ASM Handbook: Stainless Steels, ASTM International, 1994. 

  27. G. Salvago and L. Magagnin, "Biofilm effect on the cathodic and anodic processes on stainless steel in seawater near the corrosion potential-part 2: Oxygen reduction on passive metal", Corrosion, vol. 57, no. 9, pp. 759-767, 2001. 

  28. R. Johnsen and E. Bardal, "Cathodic properties of different stainless steels in natural seawater", Corrosion, vol. 41, no. 5, pp. 296-302, 1985. 

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