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오은종,이동화,조성우,최윤일,남기우 대한용접접합학회 2020 대한용접·접합학회지 Vol.38 No.3
The holding time during solution heat treatment of unstabilized austenitic stainless steels as specified in the nu�clear regulatory requirements was investigated. The sensitized 2.54cm thick specimens held at 675℃ for 1 h were rejected by ASTM A262 test, due to the large amount of chromium carbide precipitated in the form of 50~300nm particles at the grain boundaries. They also showed about 10.8% of DOS in the DL-EPR test. However, solution heat treatment of the sensitized specimens at 1,038℃ and 1,121℃ for at least 1 min resulted in the complete dis�solution of chromium carbide into the grains, and they passed ASTM A262 test and showed less than 0.01% of DOS in the DL-EPR test. As a result of solution heat treatment at 1,038℃ for 5 h of the 25.4cm thick specimen sensitized at 675℃ for 10 h, it passed ASTM A262 and DL-EPR test at any position in the specimen thickness. While the specimen surface showed a step structure without the precipitation of chromium carbide and a DOS less than 0.01%, towards the center, a dual structure was observed. It exhibited about 0.6% of DOS due to the longer exposure time to the sensitization range of 427~816℃. Considering the minimum time in which the chromium carbide precipitated at the grain boundary at 1,038℃ was completely dissolved into the grain, and the maximum delay time for the center of the specimen to reach 1,038℃ rather than the surface, the holding time for complete solution heat treatment to the center was found to be up to 2 min per 2.54cm of material thickness. The solution heat treatment for 0.5~1.0 h per 2.54cm of material thickness at 1,038~1,121℃, which is employed in the nuclear power industry, was proven to pre�vent grain boundary corrosion by inhibiting the sensitization of unstabilized austenitic stainless steels.
304 스테인리스강 용접 열영향부의 입계 부식에 미치는 탄소함량의 영향
오은종,이재형,조성우,이원근,남기우 대한용접접합학회 2019 대한용접·접합학회지 Vol.37 No.4
304 stainless steels with carbon contents of 0.074wt%C and 0.064wt%C were tested to investigate the effect of carbon content on intergranular corrosion in the heat affected zone. Stainless steels with two types of carbon content were subjected to various tests to identify characteristics such as nondestructive properties, mechanical properties, chemical composition, delta ferrite content, and structural observation. In the ASTM A262 test for detecting the intergranular attack associated with chromium carbide precipitates, 304 stainless steel with a carbon content of 0.064wt%C was found to be resistant to intergranular corrosion, but 304 stainless steel with a high carbon content of 0.074wt%C was found to have intergranular corrosion in the heat affected zone 2 to 3 mm away from the fusion line. Using temperature distribution analysis it was confirmed that the 2 to 3 mm point at the fusion line persists for approximately 3 to 6 seconds at the sensitivity temperature range of 650~870℃. This result confirmed the corrosion test results of the 304 stainless steel with a high carbon content of 0.074wt%C. Therefore, the carbon content of stainless steel to be employed industrial field welding needs to be limited to a maximum 0.065wt%C in order to ensure the corrosion resistance of 304 series stainless steel in a corrosive environment.
오은종(Eun-jong Oh),양재진(Jae-jin Yang),배일근(Il-geun Bae),박성만(Seong-man Park),이종민(Jong-min Lee) 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11
코발트 기지의 하드페이싱 합금은 경도 및 내마모성이 높은 고온 특성으로 인해 시트 및 디스크와 같은 고온 밸브 부품의 밀봉 표면을 보호하는 데 사용되고 있으나, 9Cr 합금강을 포함한 페라이트계 모재와 하드페이싱의 용접 경계에서 용접부가 박리되는 사례가 지속적으로 보고되고 있다. 용접입열에 따른 모재의 과도한 희석으로 다량의 Fe가 하드페이싱 용접부로 혼입되고 모재와 하드페이싱 용접부의 이종 재질간 조성 차이가 Fe의 확산 이동을 초래하여 하드 페이싱 용접부의 Fe 함량이 증가된다. 이러한 Fe 함량의 증가는 하드페이싱 초층 용접부의 용융선 근처에서 강한 취성을 가진 금속간화합물인 σ상 (FeCr)이 존재하는 Fe 확산층 (Fe-rich rigion)의 생성과 그 폭의 확대에 영향을 미치며, 고온 사용 환경의 노출에 따라 Fe 확산거리의 증가로 인한 Fe 확산층 폭의 확대가 가속화되고 Fe 확산층과 그 내부에 존재하는 σ상의 계면에서 반복적인 열충격피로에 따른 응력 집중으로 초기 미세균열의 발생, 균열의 성장 및 전파 과정을 통해 최종적으로 파단에 이르는 것으로 알려져 있다. 대부분의 하드페이싱 전문업체는 과거부터 해 오던 작업 방식을 고수하고 있으며, Fe의 희석이나 확산을 제어하는 기술 개발에 한계를 보이는 상황이다. 이에 따라, 다수 업체의 절차인정 및 작업지침에서 보완점을 검토하고, 최소 경도 요건을 만족하면서 초층 용접부의 Fe 희석률과 용접후열처리가 Fe 확산에 미치는 영향을 최소로 하기 위한 핵심변수를 도출하였다. 예비시험, 절차인정시험 및 모의시험의 실증시험을 통해 전류 범위, 패스별 비드겹침량, 용접부 두께, 용접후열처리 조건 등 핵심변수의 적절성을 입증하고 수치화된 요건으로 정립하여 고유의 표준 기술을 확보하였다. 이러한 표준 기술의 전수를 통해 업체의 부족한 기술을 보완하여 균일하고 건전한 용접 품질을 확보함으로써 고온 환경에서 기기 사용의 안전성 제공에 기여할 것으로 기대된다.