Fe-22Cr-9Ni-3Mo 2상 스테인리스강의 공식거동에 미치는 Mn의 영향 = Effects of Mn on the Pitting Corrosion Behavior of Fe-22-Cr-9Ni-3Mo Duplex Stainless Steels

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 Fe-22Cr-9Ni-3Mo (wt%) 기지조성에 Mn의 함량을 0, 1.91, 4.01 wt%로 달리한 2상 스테인리스강(duplex stainless steel, DSS) 3종(각각 0Mn, 2Mn, 4Mn 으로 표기)을 제조하였고, 세 합금의 미세조직 및 Mn의 함량이 공식저항성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 미세조직을 조사한 결과, 세 합금 모두에서 석출은 형성되지 않았고, 상분율, 결정립 크기, 그리고 비금속개재물(nonmetallic inclusion, NMI)의 분율 및 크기는 세 합금이 서로 유사하였다. 그러나 각 합금은 NMI의 조성에서 차이를 보였다. Mn을 포함하지 않은 합금(0Mn)의 NMI는 주로 Cr2O3였으나, Mn을 포함한 합금들(2Mn, 4Mn)의 NMI는 (Cr,Mn)2O3이었다. 따라서 합금 내 고용상의 Mn 함량과 NMI의 조성 차이가 공식에 영향을 미칠 수 있는 인자로 판단된다.
중성의 2 M NaCl 용액에서 동전위분극(potentiodynamic polarization, PDP)시험한 결과, Mn 함량이 증가할수록 공식전위가 감소하였다. 공식의 내부 환경인 강산의 염화물 환경을 모사하기 위하여 1 M HCl 용액에서 PDP 시험을 진행한 결과, Mn 함량이 증가할수록 임계 용해 전류 밀도가 증가하였다. 그리고 4 M NaCl 용액에서 PDP시험 후 발생한 공식의 형상을 확인하였을 때, Mn을 포함한 합금들(2Mn, 4Mn)의 경우 (Cr,Mn)2O3에 인접한 모재에서 공식이 발생하고 성장하였으나 Mn을 포함하지 않은 합금(0Mn)에서는 Cr2O3 가 공식발생처로 거동하지 않았다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 고용상의 Mn의 함량이 증가할수록 공식 내부의 용해 속도가 증가하고, Mn 포함 NMI에 의한 공식 개시처의 수가 증가하기 때문에 Fe-22Cr-9Ni-3Mo (wt%) DSS에 Mn 함량이 증가하면 결과적으로 공식저항성이 감소한 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 이론적 배경 4
• 2.1. 스테인리스강 4
• 2.1.1. 정의 및 발전 . 4
• 2.1.2. 분류 . 4
• 2.1.3. 주요 합금 원소 . 15
• 2.1.4. Mn 활용에 따른 SS의 부식 연구 동향 16
• 2.2. 부식 . 21
• 2.2.1. 부동태 및 부동태 피막 . 21
• 2.2.2. 공식 21
• 2.2.3. 동전위분극시험 . 25
• 3. 실험방법 28
• 3.1. 시험편 제조 . 28
• 3.2. 미세조직 분석 . 33
• 3.3. 전기 화학적 시험 35
• 4. 결과 및 고찰 . 38
• 4.1. 미세조직 38
• 4.2. 공식저항성 52
• 4.3. 공식 개시점 확인 64
• 4.4. 일반부식저항성 . 68
• 5. 결론 . 74
• 6. 참고문헌 76