KR100358942B1

KR100358942B1 - 내황산부식저항성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스강의 표면처리방법

Info

Publication number: KR100358942B1
Application number: KR1019980062070A
Authority: KR
Inventors: 이용헌; 김봉운
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2002-12-18
Also published as: KR20000045511A

Abstract

본 발명은 황산용기등 화학설비의 소재로 사용되는 Mo 첨가 오스테나이트 스테인레스강의 황산에 대한 부식저항성을 대폭적으로 향상시킨 오스테나이트계 스테인레스강의 표면처리방법에 관한 것으로, Mo 첨가 오스테나이트계 스테인레스강의 표면처리시, 스테인레스강 표면에 Cu를 2.5중량% 이상 농축시키기 위해 Cu를 0.75중량% 이하로 함유하는 오스테나이트계 스테인레스강을, 산세처리후 용액내에 잔존하는 염소(Chlorine)량을 0.05∼0.15ppm으로 조절한 상온의 NaClO 용액에 30분에서 24 시간 침적하는 것을 특징으로 한다.

본발명에 의하면, Cu를 0.75중량% 이하 첨가한 스테인레스강의 표면에 Cu를 2.5% 이상 농축시킬 수 있어서 모재의 특성을 저하시키지 않으면서도 황산에 대한 우수한 내식성을 나타내는 스테인레스강을 제조할 수 있어서 황산용기등 화학설비의 소재로 효과적으로 사용할 수 있다.

Description

내황산부식저항성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스강의 표면처리방법

본 발명은 황산용기등 화학설비의 소재로 사용되는 Mo 첨가 오스테나이트 스테인레스강의 내식성을 향상시키기 위한 표면처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강 표면에 합금 성분으로 첨가되는 Cu를 농축시켜 황산에 대한 부식저항성을 대폭적으로 향상시킨 오스테나이트계 스테인레스강의 표면처리방법에 관한 것이다.

통상 오스테나이트계 스테인레스강에 합금원소로 첨가되는 Cu량은 0.75중량%이하로 한정하는데, Cu함량이 0.75%를 넘게되면 열간가공성이 급격하게 저하되어 생산성이 현저하게 저하되기 때문이다.

Cu는 황산에 대한 부식저항성이 매우 우수한 원소로 알려져 있다. 따라서 Cu량을 0.75% 이하로 첨가하여, 열간가공성을 저하시키지 않고 표면에 Cu를 2.5% 이상 농축시킬 경우 황산에 대한 부식저항성은 급격하게 증가하게 된다.

Cu를 농축시키는 방법으로 열처리를 통한 ε-Cu를 석출시키는 기술이 일신에서 개발되어 304 항균 스테인레스강이 생산되고 있으며, 주로 건축 내외장재 용도로 판매되어 왔다.

그러나 ε-Cu가 석출할 경우 충격인성이 급격히 저하하기 때문에 화학설비 같은 구조용 소재로 사용할 수 없고, 따라서 모재의 우수한 특성을 유지하면서 표면에 Cu농축층을 형성하는 것이 중요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 모재의 우수한 특성을 유지하면서 내황산 부식저항성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스강의 표면처리방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스테인레스강 표면처리방법은, Mo 첨가 오스테나이트계 스테인레스강의 표면처리시, 스테인레스강 표면에 Cu를 2.5중량% 이상 농축시키기 위해 Cu를 0.75중량% 이하로 함유하는 오스테나이트계 스테인레스강을 산세처리후 용액내에 잔존하는 염소(Chlorine)량을 0.05∼0.15ppm으로 조절한 상온의 NaClO 용액에 30분에서 24 시간 침적하는 것을 특징으로 하는 구성이다.

이하에서는 양호한 실시예와 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

우선 본발명이 적용되는 대상강종은 Mo 첨가 오스테나이트계 스테인레스강종이면 어느 강종이나 무방하다.

본발명은 Cu를 0.75중량% 이하로 첨가한 316 스테인레스강을 산세처리후 NaClO 용액에 침적하여 용액내에 잔존하는 염소(chlorine)의 량을 0.05∼0.15ppm으로 조절하여 스테인레스강 표면에 농축되는 Cu의 량을 최대로 하는 것이다.

Cu는 활성전위에서 급격한 용해가 일어나지만 전위가 약 O V(포화감홍전극기준)에서 재석출이 일어난다. 스테인레스강판을 NaClO 용액에 30분 내지 24 시간 정도 침적하여 용액내에 잔존하는 염소량을 0.05∼0.15ppm으로 유지할 경우 스테인레스강에 형성되는 전위는 약 O V(기준전극으로 포화감흥 전극사용)로 표면에 Cu의 재석출이 일어나게 된다.

이러한 표면의 Cu 농축층은 모재의 특성을 저하시키지 않으면서도 황산에 대한 우수한 내식성을 부여해준다.

이하에서는 실시예를 통하여 본발명을 보다 구체적으로 설명한다.

실시예

하기 표 1과 같은 조성을 같는 스테인레스강 잉고트(Ingot)를 이용하여 분위기온도를 1250℃로 유지한 가열로에 넣고 180분간 가열한 후 열간압연을 통하여 두께 3mm의 열연판을 만든다. 이후 소둔과 산세를 통해 25mm×50mm의 시험편을 제작하였다. 표 2는 Cu함량을 0.75∼2.5%로 변화시킨 합금의 60℃, 70% 황산에서의 무게감량을 나타낸 것이다.

성분	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	Cu	N	Fe
조성(중량%)	0.02	0.50	1.3	0.02	0.003	17.41	12.1	2.2	0.75∼2.5	0.04	잔부

성분계	0.75%Cu	1%Cu	1.5%Cu	2%Cu	2.5%Cu
무게감량(mdd)^*×10³	4	3.2	2.8	2.1	0.8

mdd : ㎎/dm²/day

표 2에서 알 수 있듯이 황산분위기에서 우수한 내식성을 갖기 위해서는 모재에 합금성분으로 Cu가 2.5% 이상 함유되어야 한다.

표 3은 0.75% Cu를 함유한 강을 NaClO 농도를 변화시킨 용액에 30분간 침적한 후의 60℃, 70% 황산에서의 무게감량을 나타낸 것이다.

전류염소농도(ppm)	0	0.05	0.1	0.15	0.2
무게감량(mdd)×10³	4	0.2	0.15	0.16	2.1

잔류 염소 농도가 0.05∼0.15ppm 범위에서 부식 속도의 급속한 감소가 나타나는 것을 알 수 있다.

잔류염소농도(ppm)	0	0.05	0.1	0.15	0.2
전위(포화감홍 전극기준)	-400mV	-0.05V	0.0V	0.01V	0.2V

표 4는 잔류 염소농도에 따른 전위변화를 나타낸 것이다. 잔류 염소 농도가 0.05ppm∼0.15ppm범위에서 Cu의 재석출이 일어나는 약 O V를 나타내는 것을 알 수 있다.

표 5는 0.75%Cu를 함유한 스테인레스강을, 잔류 염소농도를 0.0ppm∼0.2ppm 범위로 조절한 NaClO 용액에 30분간 침적한 후 전자현미경을 사용하여 표면의 Cu농도를 측정한 결과를 나타낸다. 0.05ppm∼0.15ppm 범위에서 Cu가 2.5중량% 이상 농축되는 것을 관찰할 수 있다.

잔류염소농도(ppm)	0	0.05	0.1	0.15	0.2
표면 Cu농도(중량%)	0.2	4.7	5.2	5.2	0.1

따라서, 상기 설명한 바와 같은 본발명에 의하면, Cu를 0.75중량% 이하 첨가한 스테인레스강의 표면에 Cu를 2.5% 이상 농축시킬 수 있어서 모재의 특성을 저하시키지 않으면서도 황산에 대한 우수한 내식성을 나타내는 스테인레스강을 제조할 수 있어서 황산용기등 화학설비의 소재로 효과적으로 사용할 수 있다.

Claims

Mo 첨가 오스테나이트계 스테인레스강의 표면처리방법에 있어서, 스테인레스강 표면에 Cu를 2.5중량% 이상 농축시키기 위해 Cu를 0.75중량% 이하로 함유하는 오스테나이트계 스테인레스강을 산세처리후 용액내에 잔존하는 염소(Chlorine)량을 0.05∼0.15ppm으로 조절한 상온의 NaClO 용액에 30분에서 24 시간 침적하는 것을 특징으로 하는 내황산부식저항성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스강의 표면처리방법.