전시 디자인용 스테인리스강의 부식 방지에 관한 연구 (A study of preventing corrosion in stainless steel for exhibition design)

서지정보

· 발행기관 : 한국전시산업융합연구원
· 수록지 정보 : 한국과학예술융합학회 / 16권 / 377 ~ 385페이지
· 저자명 : 이정현, 박재원

초록

스테인리스강(stainless steel: STS) 구조 부재에 대한 고성능화, 고부가가치화, 경량화, 고기능화 등의 다양한 성능이 요구되면서 스테인리스강의 용접 적용에대한 필요성이 점차 커지고 있는 추세이다. 최근에는스테인리스강의 적용이 건물, 교량 등의 건축분야에까지 확대되면서 일반 구조용 탄소강과 스테인리스강의용접기술도 활발히 연구되어지고 있다. 스테인리스강은500～800℃사이의 온도에 노출되면, 탄소가 급속도로입계(grain boundary)로 확산해 나간다. 그러나 확산속도가 느린 크롬은 자리를 지키고 있고, 입계로 확산해온 탄소는 입계 주변에 있는 크롬과 결합하여 크롬카바이드를 형성하여 결정립계에서 석출한다. 결과적으로 입계 주위에 크롬이 고갈되어 부동태 현상을 잃게된다. 이러한 현상을 예민화(sensitization)라 한다.
본 연구에서는 STS 316L를 피복 아크 용접법(shielded metal arc welding: SMAW)으로 용접하여,용접부에 대한 에너지 디스퍼시브 X-ray 스펙트로스코피(energy dispersive X-ray spectroscopy: EDS), 전기 화학부식, 미세조직 관찰을 통하여 현장에서 다층및 보수 용접 등으로 야기될 수 있는 용접부의 입계부식(inter-granular corrosion: IGC)에 대한 검증을 규명하고자 하였다. 본 연구의 결과, 탄소함유량을 0.03%이하로 제한하여 탄화물 형성을 최소화하도록 하고, 크롬보다 탄소와 친화력이 더 강한 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 탈탄(Ta) 등을 사용하여 안정화 및 고용화 처리한 스테인리스강을 사용하면 부식 현상을 방지할 수있다는 것을 알 수 있었다.

영어초록

With increase in the demand for diverse structuralmembers with high performance, high added value,lighter weight and advanced functions, there is moreneed and demand for applying stainless steel towelding. Recently, as stainless steel is now usedeven in construction, such as buildings and bridges,welding of stainless steel and carbon steel forgeneral structure has been active. When stainlesssteel is exposed to a temperature of 500 ~ 800 ℃,carbon rapidly diffuses to grain boundaries.
However, chrome, with low diffusion speed, stays inits place. The carbon that is diffused to grainboundaries combines with chrome nearby to formchrome carbide, which is extracted from grainboundaries. In the end, the area around grainboundaries becomes depleted of chrome and loses itspassive state. Such phenomenon is calledsensitization. This study aims to verify theintergranular corrosion at welds due to multi-layeredand repair welding in the field, through EDX oncorrosion at welds for STS 316L, electrochemicalcorrosion and observation of structure. Afterconducting electrochemical corrosion test, elementalanalysis and corrosion protection through biopsy onstainless steel at sensitization heat treatmenttemperature in this study, it was possible to reachthe following conclusion. Corrosion could beprevented if carbon was limited to below 0.03% soas to minimize the formation of carbides, and ifstainless steel was used after stabilization andsolution treatment using titanium, niobium ortantalum, etc. that have stronger affinity withcarbon than chrome.

참고자료

· 없음