316L과 2205 스테인리스강의 부식 행동에 관한 연구 현황

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이 게시물은 마지막으로 왕근영이 2016-7-22 15:30에 수정했습니다. 이중상 스테인리스강은 점식부식, 틈새부식, 응력부식 및 부식피로에 대한 저항성이 일반적인 오스테나이트계 스테인리스강보다 훨씬 우수하며, 고합금 오스테나이트계 스테인리스강과 견줄 수 있습니다.또한, 이중상 스테인리스강의 항복 강도는 400~550 MPa에 달해 일반 스테인리스강의 두 배에 해당하므로, 자재를 절약하고 장비 제조 비용을 낮출 수 있습니다.이중상 스테인리스는 그 특별한 장점 덕분에 석유화학 설비, 해수 및 폐수 처리 설비, 석유·가스 파이프라인, 제지 기계 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 최근에는 교량의 지지 구조물 분야에서도 활용될 수 있도록 연구되고 있습니다.하지만 이중상 스테인리스강도 고크롬 페라이트 스테인리스강과 마찬가지로 다양한 취성 경향을 가지고 있어, 300℃ 이상의 작동 조건에서는 사용하기에 적합하지 않습니다.따라서 특정 매체 환경이 극한인 저온 환경에서는 이중상 스테인리스강이 점차 316L 및 오스테나이트계 스테인리스강을 대체하며, 새로운 형태의 검은색 소재로 주목받게 될 것입니다.이중상 스테인리스강이 316I 및 오스테나이트계 스테인리스강을 대체할 수 있는 가능성을 연구하기 위해, 국내외에서 많은 연구가 진행되었습니다.많은 연구에 따르면, 동일한 조건에서 2205 이중상 강의 부식 민감도는 316L 오스테나이트 강보다 낮은데, 그 이유는 여러 가지가 있습니다.이중상 스테인리스강은 α+Y 상의 이중상 구조를 가지고 있기 때문에, 그 성능은 오스테나이트계 스테인리스강과 페라이트계 스테인리스강의 특성을 모두 갖추고 있습니다.오스테나이트계 스테인리스강에 비해 강도가 높으며, 특히 항복 강도가 현저히 향상되어 크리프 저항성, 응력 부식 저항성, 내부식 피로성 등의 성능도 크게 개선됩니다.현재 이중상 스테인리스강에서는 몇 가지 새로운 강종들이 개발되었습니다. 아래에서는 SAF2205를 제외하고 새롭게 개발된 이중상 스테인리스강 몇 가지를 소개합니다[1].(1) SAF2707: 열교환기가 극한의 부식 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있도록 하고, 수명을 연장하기 위해 샌드빅사는 새로운 형태의 초고강도 이중상 스테인리스강인 Sandvik SAF2707을 개발했습니다.이 강종은 주로 화학, 석유화학, 정유 산업에 사용됩니다.이러한 강종을 개발한 주된 목적은, 장비의 신뢰성과 안전성, 그리고 성능을 유지하면서도, 열교환기가 더 높은 온도에서 작동하고 더 긴 시간 동안 사용될 수 있도록 하는 것입니다.(2) YUS DX1은 신일본제철이 개발한 고강도·고내식성 이상변태 스테인리스강으로, SUS 316, SUS 317보다 점식부식 및 틈새부식에 대한 저항성이 뛰어납니다. 상온에서의 항복 강도는 SUS 304, SUS 316 강의 2배에 달하며, 응력부식에 대한 저항성도 SUS 304 강보다 우수합니다. 용접 성능은 일반적인 오스테나이트계 스테인리스강과 동일합니다.(3) 한국 특허에 등록된 이중상 스테인리스강입니다. 이 강은 우수한 열가소성, 고온에서의 산화 저항성, 내식성, 그리고 충격 인성을 가지고 있습니다. 주요 성분은 22％～27％의 Cr, 5.0％～8.0％의 Ni, 2.0％～5.0％의 Mo입니다.0％～5.0％W, Cu는 2.0％ 미만, 0.13％～0.30％Ni로, 해양 시설에 적합합니다.가격과 생산량 등의 이유로, 국내에서 이중상 스테인리스강이 사용되는 산업 생산 라인에서는 여전히 국산 2205가 주로 사용되고 있습니다. 결론 316L 오스테나이트계 스테인리스강과 2205 이중상 스테인리스강은 각각 장점과 단점이 있습니다. 생산 과정에서는 다양한 부식 상황을 고려하여 적절한 스테인리스강을 선정해야 하며, 연구 과정에서는 지속적으로 연구 방법을 개선하고 새로운 소재를 발견해 나가야 합니다.이중상 스테인리스강은 우수한 염화물 부식 및 점식 부식에 대한 내성, 높은 기계적 성능 등의 특징과 함께 제조 비용이 낮다는 장점 덕분에, 현재 부식에 취약한 철골 구조물들과 일반적으로 사용되는 고크롬니켈 스테인리스강을 대체하기 시작했습니다. 따라서 2205 이중상 스테인리스강은 특정 저온 환경에서 316L 스테인리스강을 대체하는 것이 충분히 가능합니다.이중상 스테인리스는 석유화학, 해양공학, 해양 시추선, 군함 및 동남 연안 지역의 무기 장비 분야에서 큰 활용 가능성을 가질 것으로 예상됩니다.