재료의 가공과 접합

SUS304 등의 오스테나이트계 스테인리스강을 용접하면, 용접선에서 조금 떨어진 열영향부에서 입계 부식이 일어나는 경우가 있다(웰드 디케이). 그 원인과 대책의 조합으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A용접열로 열영향부의 오스테나이트가 마르텐사이트로 바뀌어 결정립계가 약해진다. 용접 후 다시 한번 담금질한다
  2. B용융부의 고온으로 Cr이 증발하여 용접 금속의 Cr량이 12%를 밑돈다. Cr을 많이 함유한 용접봉을 쓰고 용접 입열을 크게 한다
  3. C약 500~800℃가 된 열영향부의 결정립계에 Cr 탄화물이 석출하여 Cr이 결핍된다. SUS304L이나 Ti·Nb 첨가강을 쓴다
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정답: C. 약 500~800℃가 된 열영향부의 결정립계에 Cr 탄화물이 석출하여 Cr이 결핍된다. SUS304L이나 Ti·Nb 첨가강을 쓴다

용접선에서 조금 떨어진 열영향부에는 약 500~800℃의 온도에 일정 시간 노출되는 띠가 있습니다. 그곳에서는 결정립계에 Cr₂₃C₆ 등의 Cr 탄화물이 석출하고, 결정립계 바로 옆의 Cr 농도가 부동태를 유지할 수 없는 값까지 낮아지므로, 결정립계를 따라 부식이 진행됩니다. 이를 예민화라고 합니다. 대책은 탄화물을 만드는 탄소를 줄인 저탄소강(SUS304L)을 쓰는 것, 탄소를 Ti나 Nb의 탄화물로 고정한 안정화강(SUS321이나 SUS347)을 쓰는 것, 용접 후 고용화 열처리를 하여 탄화물을 다시 고용시키는 것입니다. 오스테나이트계 스테인리스강은 담금질로 마르텐사이트가 되지 않으며, Cr의 증발도 주된 원인이 아닙니다.

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