예민화의 뜻

스테인리스강이 약 500~800℃로 가열되어 결정립계에 Cr 탄화물이 석출하고 그 주위의 Cr이 결핍되어, 입계 부식이 일어나기 쉬워지는 현상.

일본어 명칭: 鋭敏化

‘예민화’ 관련 연습 문제는 2개 분야에 2문제가 있습니다(부식과 표면 처리, 재료의 가공과 접합 등).

이 용어의 분야: 재료의 가공과 접합

예민화 연습 문제에 도전

SUS304를 염화물 이온을 많이 포함한 해수 중에서 사용했을 때 일어나기 쉬운 국부 부식과 그 대책의 조합으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A전면 부식이며, 부식 여유로 두께를 늘린다
  2. B공식 부식이며, Mo를 포함한 SUS316 등으로 바꾼다
  3. C공식 부식이며, 탄소량을 늘린 스테인리스강으로 바꾼다
정답과 해설 보기

정답: B. 공식 부식이며, Mo를 포함한 SUS316 등으로 바꾼다

염화물 이온은 부동태 피막의 약한 지점을 국부적으로 깨뜨려, 작은 구멍이 깊게 파여 들어가는 공식 부식을 일으킵니다. 구멍 안에서는 녹은 금속 이온의 가수분해로 용액이 산성이 되고, 전기적 중성을 유지하기 위해 염화물 이온이 모이므로 부식이 스스로 가속됩니다. 주위의 넓은 부동태면이 음극, 구멍의 바닥이 작은 양극이 되기 때문에 관통까지 급격히 진행되는 경우가 있습니다. 대책은 피막을 강하게 하는 Mo, Cr, N을 많이 포함한 강종(Mo를 약 2~3% 포함하는 SUS316 등)으로 바꾸는 것이며, 이들의 양으로 구하는 공식 저항 지수(PREN)가 선정의 기준이 됩니다. 전체 면이 균일하게 줄어드는 부식이 아니므로 두께를 늘리는 대책은 효과적이지 않습니다. 탄소를 늘리면 입계에 Cr 탄화물이 생기기 쉬워져(예민화) 오히려 내식성이 떨어집니다.

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.

해설 속의 ‘예민화’

‘예민화’ 관련 문제(2문제)

  1. SUS304를 염화물 이온을 많이 포함한 해수 중에서 사용했을 때 일어나기 쉬운 국부 부식과 그 대책의 조합으로 옳은 것은 무엇인가?
  2. SUS304 등의 오스테나이트계 스테인리스강을 용접하면, 용접선에서 조금 떨어진 열영향부에서 입계 부식이 일어나는 경우가 있다(웰드 디케이). 그 원인과 대책의 조합으로 옳은 것은 무엇인가?

관련 용어

부동태 공식 부식 스테인리스강 용접 열영향부 마르텐사이트 수축공 스프링백 압출 열간 등압 성형 인베스트먼트 주조

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