$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

[국내논문] F316 오스테나이트 스테인리스강의 상변태 및 입계부식저항성에 미치는 입열의 영향
Effects of Heat Inputs on Phase Transformation and Resistance to Intergranular Corrosion of F316 Austenitic Stainless Steel 원문보기

Corrosion science and technology, v.19 no.3, 2020년, pp.146 - 155  

정규석 (KEPCO E&C, 기계배관) ,  이인성 (연세대학교 공학연구원, 철강연구소) ,  김순태 (연세대학교 공학연구원, 철강연구소)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

To elucidate the effect of heat inputs on phase transformation and resistance to intergranular corrosion of F316 austenitic stainless steel (ASS), thermodynamic calculations of each phase and time-temperature-transformation diagram were conducted using JMaPro simulation software, oxalic acid etch te...

Keyword

표/그림 (16)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 상기의 열간압연 환봉을 선반 밀링을 이용하여 두께 10 ∼ 12 mm, 폭 40 mm 및 길이 300 ∼ 375 mm의 판재를 제작 하였으며, 선반 밀링 작업 중에 형성된 가공 응력, 석출물 및 마르텐사이트 조직을 제거하기 위하여 1,050 ℃에서 30 분 유지 후 수냉하였다.
  • F316 판재를 T.I.G. 다층 용접(multi-pass welding)할 때 용접 금속(weld metal, WM)의 응고 모드 및 열영향부 (heat affected zone, HAZ)에서 형성되는 내식성과 충격 인성을 저하시키는 Cr 탄화물(Cr23C6), Cr 질화물(Cr2N) 과 금속간 화합물의 일종인 시그마(sigma, σ), 카이(chi, χ)에 대한 석출 온도 및 시간을 예측하기 위해 JMatPro 모사 소프트웨어를 이용하여 상태도(phase diagram) 및 시간 온도변태(time temperature transformation, TTT) 거동을 열역학적으로 계산하였다.
  • 재료의 건전성 평가를 위하여 원자력발전소 규제 요건인 표준용접절차서(welding procedure specification, WPS)에서 규정한 입열인 최대 60 kJ/inch (23.6 kJ/cm) 보다 작은 50 kJ/inch (19.7 kJ/cm)와 큰 70 kJ/inch (27.6 kJ/cm)로 용접하였으며, 층 간 패스 최대 온도(interpass temperature)는 최대 170 °C 를 준수하였다.
  • 이번 연구에서는 0.045 wt% 탄소를 함유한 F316 오스테나이트 스테인리스강의 상변태 및 입계부식 저항성에 미치는 입열의 영향을 규명하기 위해 JMatPro 모사 소프트웨어를 이용하여 석출상의 열역학 계산, 광학현미경/전계방사형 주사전자현미경/투과전자현미경을 이용하여 미세조직 분석 및 입계부식 저항성을 정량화하기 위한 전기화학 동전위 재활성화 시험을 수행하였다.
  • 상기의 열간압연 환봉을 선반 밀링을 이용하여 두께 10 ∼ 12 mm, 폭 40 mm 및 길이 300 ∼ 375 mm의 판재를 제작 하였으며, 선반 밀링 작업 중에 형성된 가공 응력, 석출물 및 마르텐사이트 조직을 제거하기 위하여 1,050 ℃에서 30 분 유지 후 수냉하였다. 그리고 고용화 열처리 동안에 형성된 산화 스케일을 제거하기 위하여 산세정처리를 행하였다.
  • 6 kJ/cm)로 용접하였으며, 층 간 패스 최대 온도(interpass temperature)는 최대 170 °C 를 준수하였다. 용접이 완료된 후에 용접부 건전성을 평가 하기 위하여 방사선투과시험(radiographic test, RT) 검사를 수행하였으며, 이 결과를 바탕으로 용접 결함이 발생하지 않도록 용접시험편을 가공하였다.
  • 용접하는 동안 HAZ에 형성된 Cr 탄화물(Cr23C6) 주변의 Cr 고갈 구역의 예민화 정도(degree of sensitization, DOS)에 미치는 용접 입열의 영향을 규명하기 위해 ISO 12732에서 규정한 0.5 mol/L H2SO4 + 0.01 mol/L KSCN의 부식 용액에 0.5 mol/L NaCl을 첨가하여 30 °C에서 시험을 행하여, 역 방향으로 스캔하여 측정된 최대 전류밀도(Ir) 대 순방향으로 스캔하여 측정된 최대 전류밀도(Ia)의 비율을 토대로 예민화 정도에 따른 입계부식 저항성을 평가하였다.
  • 5 min)을 행한 후 열영향부에 석출한 크롬 탄화물(Cr23C6) 및 용접 금속에 형성된 페라이트 (δ-ferrite)를 광학현미경 및 전계 방사형 주사전자현미경 (field emission scanning electron microscope-energy dispersive spectrum, FE SEM-EDS)을 이용하여 분석하였다. 그리고, 투과전자현미경 레프리카(transmission electron microscope-replica, TEM-replica) 기술을 이 용하여 HAZ에 형성된 Cr23C6의 주요 성분인 Cr, Fe, Mo, 및 C에 대해 원소 매핑(elemental mapping)을 행하여 크롬 탄화물을 확인하였다.
  • 용접 입열이 모재(base metal, BM) 대비 HAZ의 입계부식 저항성에 미치는 영향을 평가하기 위해 전기화학 동전위 재활성화(double-loop electrochemical potentiokinetic reactivation, DL-EPR) 시험을 행하였다. 용접하는 동안 HAZ에 형성된 Cr 탄화물(Cr23C6) 주변의 Cr 고갈 구역의 예민화 정도(degree of sensitization, DOS)에 미치는 용접 입열의 영향을 규명하기 위해 ISO 12732에서 규정한 0.
  • 현 JMatPro 모사 소프트웨어(Version 6.1)을 이용하여 F316 오스테나이트 스테인리스강의 온도에 따른 각종 석출 상들에 대해 열역학 계산을 한 결과는 다음과 같았다 (Fig. 1). 첫째, 액상으로부터 δ-페라이트 초정이 약 1,440 °C에서 형성되었음을 알 수 있다.
  • 5는 ASTM A 262 practice A에 따라 10 wt% 옥살산에 전해 에칭된 F316 강의 WM 및 HAZ의 광학현미경 미세조직에 미치는 입열의 영향을 나타낸 것이다. ASTM A 262 practice A에 따른 WM, HAZ 및 BM의 광학현미경 미세조직에 대한 합부판정은 FE SEM-EDS의 미세조직 분석결과를 보조 데이터로 하여 판정할 것이다.
  • 11은 보완된 부식용액에서 F316 오스테나이트 스테인리스강의 BM 대비 HAZ의 전기화학 동전위 재활성화 거동에 미치는 입열의 영향을 나타낸 것이다. Cr 고갈 구역 으로 인하여 발생한 예민화 정도를 지시하는 Ir/Ia 비율의 값을 BM 대비 입열에 따른 HAZ에 대해 계산하였다. Table 3과 Fig.
  • 오스테나이트 스테인리스강의 상변태 및 입계부식 저항성에 미치는 입열의 영향을 규명하기 위해 JMatPro 모사 소프트웨어(version 6.1)를 이용하여 석출상의 열역학 계산, 광학현미경/전계방사형주사전자현미경/투과전자현미경을 이용하여 미세조직 분석 및 입계부식 저항성을 정량화하기 위한 전기화학 동전위 재활성화 시험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 용접 입열이 용접재의 미세조직에 미치는 영향을 살펴보기 위해, ASTM A262 practice에 따라 10 wt% 옥살산을 이용하여 전해 에칭(1 A/㎠, 1.5 min)을 행한 후 열영향부에 석출한 크롬 탄화물(Cr23C6) 및 용접 금속에 형성된 페라이트 (δ-ferrite)를 광학현미경 및 전계 방사형 주사전자현미경 (field emission scanning electron microscope-energy dispersive spectrum, FE SEM-EDS)을 이용하여 분석하였다.
  • 용접하는 동안 열영향부에 형성된 Cr 탄화물(Cr23C6) 주변의 Cr 고갈 구역의 예민화도(degree of sensitization, DOS)에 미치는 용접 입열의 영향을 규명하기 위해 ISO 12732에서 규정한 0.5 mol/L H2SO4 + 0.01 mol/L KSCN의 부식 용액에 0.5 mol/L NaCl을 첨가하여 30 °C에서 시험을 수행하였다.

이론/모형

  • 위에서 제작한 F316 판재를 ER316 용접봉을 사용하여 T.I.G. (tungsten inert gas) 방법으로 용접하였다. 용접 조건은 보호가스(torch, back)는 Ar 가스(11 ℓ/min)를 사용하였고, 개선 각도는 60° 였으며, Root gap은 2.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (19)

  1. V. Moura, A. Y. Kina, S. S. M. Tavares, L. D. Lima, and F. B. Mainier, J. Mater. Sci., 43, 536 (2008). https://doi.org/10.1007/s10853-007-1785-5 

  2. S. Yang, Z. J. Wang, H. Kokawa, and Y. S. Sato, J. Mater. Sci., 42, 847 (2007). https://doi.org/10.1007/s10853-006-0063-2 

  3. S. M. Bruemmer, B. W. Arey, and L. A. Charlot, Corrosion, 48, 42 (1992). https://doi.org/10.5006/1.3315917 

  4. M. H. Lewis and B. Hattersley, Acta Metall., 13, 1159 (1965). https://doi.org/10.1016/0001-6160(65)90053-2 

  5. R. Singh, S. G. Chowdhury, B. R. Kumar, S. K. Das, P. K. De, and I. Chattoraj, Scripta Mater., 57, 185 (2007). https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2007.04.017 

  6. G. H. Aydogdu and M. K. Aydinol, Corros. Sci., 48, 3565 (2006). https://doi.org/10.1016/j.corsci.2006.01.003 

  7. D. N. Wasnik, V. Kain, I. Samajdar, B. Verlinden, and P. K. De, Acta Mater., 50, 4587 (2002). https://doi.org/10.1016/S1359-6454(02)00306-3 

  8. Y. Ustinovshikov, A. Ruts, O. Bannykh, V. Blinov, and M. Kostina, Mater. Sci. Eng. A, 262, 82 (1999). https://doi.org/10.1016/S0921-5093(98)01015-6 

  9. F. R. Beckitt and B. R. Clark, Acta Metall., 15, 113 (1967). https://doi.org/10.1016/0001-6160(67)90159-9 

  10. L. K. Singhal and J. W. Martin, Acta Metall., 15, 1603 (1967). https://doi.org/10.1016/0001-6160(67)90134-4 

  11. P. R. Howell, J. V. Bee, and R. W. K. Honeycombe, Metall. Trans. A, 10, 1213 (1979). https://doi.org/10.1007/BF02811976 

  12. R. A. Ricks, P. R. Howell, and R. W. K. Honeycombe, Metall. Trans. A, 10, 1049 (1979). https://doi.org/10.1007/BF02811651 

  13. T. Thorvaldsson and G. L. Dunlop, J. Mater. Sci., 18, 793 (1983). https://doi.org/10.1007/BF00745578 

  14. H. U. Hong, B. S. Rho, and S. W. Nam, Mater. Sci. Eng., A, 318, 285 (2001). https://doi.org/10.1016/S0921-5093(01)01254-0 

  15. G. S. Was and R. M. Kruger, Acta Metall., 33, 841 (1985). https://doi.org/10.1016/0001-6160(85)90108-7 

  16. E.-J. Oh, J.-H. Lee, S.-W. Cho, W.-G. Yi, and K.-W. Nam, JWJ, 37, 322 (2019). https://doi.org/10.5781/JWJ.2019.37.4.6 

  17. ASTM A262, Practice A, Standard Practices for Detecting Susceptibility to Intergranular Attack in Austenitic Stainless Steels-Oxalic Acid Etch Test for Classification of Etch Structures of Austenitic Stainless Steels (2001). 

  18. ISO 12732, Corrosion of Metals and Alloys-Electrochemical Potentiokinetic Reactivation Measurement using the Double Loop Method (Based on Cihal's Method) (2006). 

  19. B. H. Jung and M. G. Kim, Journal of the Korean Society of Marine Engineering, 30, 709 (2006). http://www.koreascience.or.kr/article/JAKO200604623495510.page 

활용도 분석정보

상세보기
다운로드
내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로