KR20220066848A - 납 또는 납-비스무스 공융물 내의 내부식성 알루미나 산화막 형성 오스테나이트계 스테인리스 강 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중량%로, Cr 13~20%, Ni 16~20%, Mo 0 초과 2% 이하, Mn 0 초과 2% 이하, Si 0 초과 1% 이하, Al 1~4%, Ti 0.1~1%, C 0.05~0.4%, P 0 초과 0.03 중량% 를 함유하고 잔부가 Fe 및 불순물인 오스테나이트계 스테인리스 강 모재로 제조된 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공한다.
본 발명을 통하여 납 또는 납-비스무스 공융물의 구조재료로써, 알루미나 산화막을 형성함으로써 내부식성을 갖춘 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공하여 원자로의 핵연료피복관 및 재료의 건전성 및 수명증대를 통해 경제성을 확보할 수 있다.
또한 본 발명은 미세 TiC 석출상을 통하여 납 또는 납-비스무스 공융물의 구조재료로 사용되는 내부식성 알루미나 산화막 형성 오스테나이트계 스테인리스 강의 입계 밀도를 증가 시킬 수 있다. 이를 통하여 기존의 납 및 납-비스무스 공융물의 구조재료로 사용되는 오스테나이트계 스테인리스 강보다 향상된 알루미나 산화막의 내부식성을 갖는 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공한다.
또한 본 발명은 원자로 환경에서 중성사 조사 팽윤을 미세 TiC 석출상을 통하여 감소시켜 수치안전성 및 기계적 강도를 향상시킨 납 또는 납-비스무스 공융물의 구조재료로 사용되는 내부식성 알루미나 산화막 형성 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공한다.
뿐만 아니라, 납 또는 납-비스무스 공융물 부식 내성 알루미나 산화막 형성 오스테나이트계 스테인리스 강은 향후 우수한 부식 저항성을 통해 여타 고온을 사용하는 발전 분야에도 직, 간접적으로 활용될 수 있다.
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또한 본 발명은 미세 TiC 석출상을 통하여 납 또는 납-비스무스 공융물의 구조재료로 사용되는 내부식성 알루미나 산화막 형성 오스테나이트계 스테인리스 강의 입계 밀도를 증가 시킬 수 있다. 이를 통하여 기존의 납 및 납-비스무스 공융물의 구조재료로 사용되는 오스테나이트계 스테인리스 강보다 향상된 알루미나 산화막의 내부식성을 갖는 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공한다.
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뿐만 아니라, 납 또는 납-비스무스 공융물 부식 내성 알루미나 산화막 형성 오스테나이트계 스테인리스 강은 향후 우수한 부식 저항성을 통해 여타 고온을 사용하는 발전 분야에도 직, 간접적으로 활용될 수 있다.
Description
본 발명은 납 또는 납-비스무스 공융물을 수용하는 구조재료로서 사용되는 오스테나이트계 스테인리스 강 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 핵연료의 폐기물을 감축시키기 위해 고속중성자원자로들이 많이 개발되고 있는 추세이다. 고속중성자원자로는 핵분열 에너지를 에너지 전환계통에 전달하기 위한 냉각재가 필요하며, 냉각재의 종류에 따라 크게 액체금속냉각고속로와 가스냉각고속로로 구분된다. 액체금속냉각고속로에는 소듐(Na), 납(Pb), 납-비스무스 합금(Pb-Bi)과 같이 액체 상태에서 열전달 능력이 우수하면서 질량수가 높아 중성자 감속효과가 작은 물질들이 냉각재로 사용되며, 가스냉각고속로에는 헬륨(He)과 같이 질량수는 작지만 밀도가 작아 중성자 감속효과가 작은 물질을 냉각재로 사용된다. 이 중, 납-비스무스는 용융점이 낮고, 화학적인 안정성과 열전달 능력이 뛰어나 차세대 액체금속냉각고속로의 냉각재로 주목받고 있다. 그러나 납 및 납-비스무스 공융물 환경에서 금속성 재료들은 500℃ 이상의 고온에서 부식되기 쉬우므로 기존 고속중성자원자로에 사용되는 재료들을 그대로 활용하기 어렵다는 문제점이 있다. 기존 고속중성자원자로의 재료는 주로 오스테나이트계 스테인리스 강이나 페라이트계 FeCr 합금을 주로 사용해 왔다. 그러나 높은 니켈(Ni) 함량의 오스테나이트계 스테인리스 강의 경우 납 및 납-비스무스 공융물 환경에서 니켈(Ni)의 높은 용해도로 인해 부식이 매우 쉽게 일어난다. 이러한 재료의 부식성 문제를 해결하기 위해 보호성 표면 피막으로 알루미나 산화막(Al2O3)를 형성할 수 있는 FeCrAl 합금강을 납 및 납-비스무스 환경에 적용하고자 하는 노력이 있어왔으나, 대부분의 FeCrAl 강은 대부분 900 oC 이상에서 전열선으로 활용하기 위한 목적으로 개발되어 300 oC ~ 700 oC의 납 및 납-비스무스 합금 환경에서 구조재료로 사용하기 적합하지 않다.
이에 대한민국공개특허공보 제10-2010-0035727호는 "납 및 납-비스무스 합금 냉각 원자로의 핵연료 피복관 및 구조재료로 사용하기 위한 철-크롬-알루미늄 합금"에 관한 것으로 300 oC ~ 700 oC의 납 및 납-비스무스 합금 냉각 원자로의 핵연료 피복관 및 구조재료로서 내부식성을 향상시키기 위해, 0.02 중량% 이하의 탄소, 0.5 중량% 이하의 실리콘, 0.2 중량% 이하의 망간, 15.0 내지 25.0 중량%의 크롬, 0.5 중량% 이하의 니켈, 0.01 중량% 이하의 하프늄(Hf), 4.0 내지 7.0 중량%의 알루미늄, Y, La, Ce, Ti와 같은 다른 반응성 성분의 그룹 중 하나 이상 0.3 내지 1.0 중량%, 잔량의 철 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성물을 제공한다. 그러나 낮은 Ni 함량의 페라이트계 FeCr 합금의 경우 높은 산화막 성장속도로 인하여 장기적으로 열전달 능력의 저하를 초래한다는 문제점이 있다.
또한 오스테나이트 강 또는 페라이트-오스테나이트 강은 중성자조사로 인해 입계에 크롬결핍층이 생기면서 입계부식이 일어나는 문제가 있다. 이에 대한민국공개특허공보 제1991-0004833호, 대한민국공개특허공보 제10-2009-0130331호 에서 Ti계 화합물을 석출시켜서 중성자조사에 대한 내입계 부식성을 향상 시키고자 하는 노력이 있어왔다. 그러나 이는 알루미늄 산화막을 가미하여 내부식성 문제를 동시에 해결하지 못하였다는 문제점이 있다.
본 발명은 납 및 납-비스무스 공융물 환경에서 구성원소가 용출되지 않고 표면에 안정적인 산화막이 형성되어 부식 저항성을 향상시키고 자가치유가 가능한 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공하는 것이다.
본 발명은 Al의 첨가로 기존의 Fe 및 Cr 산화막보다 더욱 치밀한 알루미나 산화막을 제공함으로써 산소의 침투를 막고 구성원소 Fe, Cr 및 Ni들의 용출을 방지할 수 있는 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 입계 밀도는 증가되고 조사 팽윤율은 감소되도록 입계에 미세 TiC 석출상이 형성된 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공하는 것이다.
입계를 통해 Al을 빠르게 확산시킴으로써 납 및 납-비스무스 공융물과 접하는 표면에 알루미나 산화막이 신속히 형성되는 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공하는 것이다.
원자로 환경에서 조사(radiation) 되었을 때 공극(vacancy)과 헬륨 원자가 생성되면서 발생하는 조사 팽윤(swelling)이 감소된 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공하는 것이다.
본 발명은 중량%로, Cr 13~20%, Ni 16~20%, Mo 0 초과 2% 이하, Mn 0 초과 2% 이하, Si 0 초과 1% 이하, Al 1~4%, Ti 0.1~1%, C 0.05~0.4%, P 0 초과 0.03 중량% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물인 오스테나이트계 스테인리스 강 모재로 제조된 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공한다.
본 발명의 오스테나이트계 스테인리스 강은 미세 TiC 석출상을 0 초과 0.5 중량% 미만 함유할 수 있다.
본 발명에서 오스테나이트계 스테인리스 강은 봉의 형상일 수 있고 봉의 형상은 내부에 플럭스가 채워질 수 있다.
또한 본 발명은 오스테나이트계 스테인리스 강의 제조방법으로서, 중량%로, Cr 13~20%, Ni 16~20%, Mo 0 초과 2% 이하, Mn 0 초과 2% 이하, Si 0 초과 1% 이하, Al 1~4%, Ti 0.1~1%, C 0.05~0.4%, P 0 초과 0.03 중량% 를 함유하고 잔부가 Fe 및 불순물인 오스테나이트계 스테인리스 강 모재를 준비하는 단계; 진공 유도 용융 또는 진공 아크 재용해 처리하여 오스테나이트계 스테인리스 강 모재를 형상화하는 단계; 상기 형상화된 오스테나이트계 스테인리스 강 모재를 600~1100 ℃의 온도에서 1~20 시간 동안 항온 열처리하고 공랭하여 미세 TiC 석출상을 석출하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 따른 오스테나이트계 스테인리스 강은 납 또는 납-비스무스 공융물과 접촉하는 환경 하에서도 구성원소 용출이 일어나지 않고 알루미나 산화막의 형성이 가능하며 우수한 내부식성으로 원자로의 핵연료피복관 등 구조재료로서 사용될 수 있다.
또한 내부 입계로부터 빠르게 Ni, Cr, Al 이 확산되어 표면에 산화막을 생성함으로써 자가치유가 가능한 오스테나이트계 스테인리스 강을 제공할 수 있다. 또한 입계에 미세 TiC 석출상을 함유하여 입계 밀도를 증가시키고 따라서 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 입계에 형성된 미세 TiC 석출상이 조사로 인한 팽윤을 감소시킬 수 있으므로 원자로처럼 중성자가 조사되는 환경에서도 변형되지 않고 장기간 사용할 수 있다.
도 1 은 납 또는 납-비스무스 공융물 환경에서 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강의 모식도를 도시한 도면이다.
도 2는 납 또는 납-비스무스 공융물 환경에서 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강의 모식도를 더욱 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 종래 오스테나이트 강(SS316L)의 미세조직을 주사전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강의 미세조직을 주사전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 2는 납 또는 납-비스무스 공융물 환경에서 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강의 모식도를 더욱 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 종래 오스테나이트 강(SS316L)의 미세조직을 주사전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강의 미세조직을 주사전자현미경으로 촬영한 사진이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 납 또는 납-비스무스 공융물 환경 하에서 알루미나 산화막을 형성하는 오스테나이트계 스테인리스 강 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 이하에서는 납 또는 납-비스무스 공융물 내의 내부식성 알루미나 산화막 형성 오스테나이트계 스테인리스 강을 “오스테나이트계 스테인리스 강”이라 지칭한다.
본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강은 중량%로서 Cr 13~20%, Ni 16~20%, Mo 0 초과 2% 이하, Mn 0 초과 2% 이하, Si 0 초과 1% 이하, Al 1~4%, Ti 0.1~1%, C 0.05~0.4%, P 0 초과 0.03 중량% 를 함유하고 잔부가 Fe 및 불순물인 오스테나이트계 스테인리스 강 모재로 제조된다.
도 1 및 도 2는 납 또는 납-비스무스 공융물 환경에서 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강의 모식도를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강의 미세조직을 주사전자현미경으로 촬영한 사진이다. 도 1, 도 2 및 도 4를 참고하여 살펴보면, 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강은 납 또는 납-비스무스 공융물 환경 내에서 치밀한 알루미나 산화막을 형성하여 부식 저항성을 가지고, TiC 미세입자를 석출하여 입계 밀도를 증가 시키고, 알루미나 산화막 및 니켈, 크롬 결핍층을 채우는 자가치유막 형성을 보다 효과적으로 향상시키고 재료의 중성자 조사 팽윤을 감소시킨다.
보다 자세하게는, Al 원소의 첨가로 기존의 Fe 및 Cr 산화막보다 더욱 치밀한 알루미나 산화막을 형성시키는 특징으로 한다. 치밀한 알루미나 산화막 형성을 통하여 납-비스무스 공융물에서 구조재료로 확산되는 산소의 침투를 막을 수 있으며, 구조재료에 포함된 Fe, Cr 및 Ni의 합금 원소의 용출을 방지할 수 있다. 따라서, 구조재료의 감육(wall-thinning)을 일반적인 스테인리스 강보다 월등하게 방지하여 건전성을 확보할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, Ti 및 C 원소를 첨가하여 미세 TiC 석출상을 형성시키는 효과가 있다. 보다 자세하게는, 미세 TiC 석출상은 구조 재료의 입계 밀도를 높여 알루미나 산화막을 납 또는 납-비스무스 공융물과 접하는 표면에 효율적으로 형성시키고 고속 원자로 내의 고속 중성자에 대한 금속 내 중성자 조사 손상을 감소시킨다. 알루미나 산화막은 Al 원소가 재료 표면의 입내 또는 입계를 통하여 표면까지 확산되어야 납 및 납-비스무스 공융물과 접하는 표면에 알맞게 형성되어 구조재료의 부식을 방지할 수 있다. 이 때, Al 원소는 입내보다 입계를 통해 더욱 빠르게 확산되며, 입계밀도가 높을수록 Al 원소가 표면으로 확산되는 통로가 많아져 표면으로 확산되는 양이 증가된다. 또한, 미세 TiC 석출상은 재료의 조사 팽윤(swelling)을 감소시켜 구조재료의 수치안전성 및 기계적 강도를 유지시킬 수 있다. 보다 자세하게는, 원자로 환경에서 재료가 중성자 조사 되었을 때 공극(Vacancy) 과 헬륨원자가 생성되어 재료의 조사 팽윤을 야기하는데, 상기 미세 TiC 석출상은 자기 주변으로 공극과 격자간 원자를 재결합시키고 헬륨원자를 포집하여 팽윤율을 감소시킨다.
이하에서, 본 발명에 따른 오스테나이트 스테인리스 강을 구성하는 각 원소에 대한 설명을 제시한다.
크롬(Cr)은 알루미나 산화막이 형성되기 전 납 또는 납-비스무스 공융물 환경에서 표면에 Cr 산화막을 형성함으로써 이후 알루미나 산화막이 Cr 산화막 아래에서 안정적으로 형성될 수 있도록 돕는다. 또한 Cr은 입계의 내식성을 향상하는 역할을 한다. 중성자조사로 인해 매트릭스 내에 조사결핍이 형성되고, 그 확산에 따른 Cr의 입계근방으로부터 입자내로의 확산이 생기면서 입계근방에 Cr 결핍층이 형성된다. 이 때, 입계근방에서 Cr 함유량이 내식성을 나타내는 중량%로서 하한치 12% 이하로 감소되어, 입계 부식을 야기한다. Cr 함량이 13%에서 높을수록 알루미나 산화막 형성이 잘된다. 기존의 오스테나이트 스테인리스 강은 중성자 조사 하에서 입계의 내부식성을 유지하기 위하여 Cr 함유량이 12 내지 26%이다. 그러나 Cr은 오스테나이트 스테인리스 강의 조직을 불안정하게 하고 20%를 초과할 경우 α’상이 생겨 재료의 취성을 높이기 때문에 상기 값보다 적어야 한다. 따라서 본 발명에서 Cr은 13 내지 20 중량%로 한다.
니켈(Ni)은 오스테나이트계 강의 안정화 원소로 중량%로서 16% 이상 함유해야 오스테나이트계 스테인리스 강을 얻을 수 있다. 그러나 20%를 초과할 경우 금속간 화합물 상이 생겨 재료의 기계적 특성의 저하를 일으키기 때문에 상기 값보다 낮아야 한다. 따라서 Ni 함량은 16 내지 20 중량% 이하로 한다.
몰리브덴(Mo)는 고용 강화로 고온 크리프 강도를 증가시키고 취성을 감소시킨다. 그러나 중량%로서 2%를 초과할 경우 조대한 Laves 상을 형성시키며, 또한 오스테나이트에서 벗어나 페라이트를 안정화시킨다. 따라서 Mo은 2 중량% 이하로 한다.
망간(Mn)의 원자체적은 철, 니켈 및 크롬의 원자체적보다 크므로, 매트릭스의 평균원자체적을 증가시킨다. 따라서 망간은 조사로 인하여 입계에서 발생하는 크롬의 유출을 방지하여 오스테나이트 스테인리스 강을 안정화시키며 고용체로 고온 크리프 강도를 증가시키고 취성을 감소시킨다. 하지만 중량%로서 2%를 넘길 경우 금속간 화합물 상의 석출을 야기하여 기계적 물성을 약화시킬 수 있다. 따라서 Mn은 2 중량% 이하로 한다.
실리콘(Si)은 고용 강화로 강도 및 경도를 증가시킨다. 그러나 Si을 중량%로서 1% 초과하여 함유하는 경우 Laves 상과 같은 상을 형성시켜 재료의 기계적 특성과 조사 저항성 특성을 감소시킨다. 따라서 Si는 0 초과 1 중량% 이하로 한다. 또한 Si는 미세 TiC 상의 석출을 도우며 Si 대 Ti의 중량비는 0.8 내지 1.2 일 수 있다. Si 대 Ti의 중량비가 0.8보다 낮으면 TiC 미세 석출상 형성을 돕기 어렵고, Si 대 Ti의 중량비가 1.2 보다 높으면 미세 TiC 석출상이 조대화가 되어 취성이 증가되는 문제가 생길 수 있다.
알루미늄(Al)은 납 또는 납-비스무스 환경에서 200 ~ 650 ℃ 환경에서 연간 10 μm 미만의 치밀한 알루미나 산화막을 형성하기 위하여 중량%로서 최소 1% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나 Al 함유량이 4%를 초과하면 금속간 화합물 상이 형성되어, 기계적 강도 및 용접 특성을 떨어뜨린다. 따라서 Al은 1~4 중량% 이하로 한다.
티타늄(Ti)은 탄소(C)와 함께 모재의 입계에서 미세 TiC 석출상을 형성하여 크롬탄화물의 석출을 방지하고, 입계근방의 Cr 함유량을 유지시킨다. Ti은 철-니켈-크롬-망간 합금에의 고용한계를 고려하고 동시에 충분한 첨가효과를 얻을 수 있는 첨가량으로써 0.1 중량% 이상의 함량이 필요하다. 그러나 Ti 함량이 1 중량%를 초과할 경우, 미세 TiC 석출상의 조대화로 입계를 통한 산소 침투 및 합금 원소의 용출이 증가하여 부식 저항성을 떨어뜨린다. 또한 조대화된 미세 TiC 석출상은 기계적 강도를 감소시킨다. 입내에서도 미세 TiC 석출상을 형성하여 공극 및 격자간 원자를 입내에서 성장하게 하고 조사 팽윤을 야기할 수 있다. 따라서 Ti은 0.1~1 중량%이하로 한다.
탄소(C)는 중성자 조사에 의하여 Cr과 반응하여 입계근방에 크롬탄화물을 석출하고, 입계의 크롬을 감소시킨다. 크롬탄화물의 형성은 입계의 내식성을 낮추어 응력부식파괴를 초기화하기 때문에, C 함량은 중량%로서 0.4% 이하로 한다. 그러나 C 함량이 감소할 경우 강도가 줄어들기 때문에, 0.05% 이상으로 한다. 특히 본 발명에서 C는 Ti와 결합하여 미세 TiC 석출상을 형성하도록 종래 오스테나이트 스테인리스 강에 비하여 C의 함량이 비교적 높은 특징이 있다. Ti 대 C의 비율은 0.8 내지 3.2 중량비가 적절하다. Ti 대 C의 중량비가 0.8보다 낮으면 미세 TiC 석출상이 충분히 형성되지 않는 문제가 있고, Ti 대 C의 중량비가 3.2 보다 높으면 상대적으로 높아진 C의 함량으로 인해 오스테나이트계 스테인리스 강의 강도가 낮아질 수 있다.
본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강은 미세 TiC 석출상을 함유하는데 미세 TiC 석출상의 함량은 조사 저항성을 확보하기 위해 0 초과 0.5 중량% 미만일 수 있다. 해당 함량을 함유하기 위해, 600~1100℃, 1~20 시간 동안 항온 열처리를 수행하고 공랭(Air Cooling) 혹은 급랭(Fast cooling)을 수행한다.
인(P)는 조사 팽윤과 조사 크리프로 인한 변형률을 감소시킨다. 상기 함량에 대한 상한선은 연구된 바가 없으며, 본 발명에서는 중량%로서 0.03%로 제한한다.
한편, 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강을 500도 이상의 고온에 노출시키면 표면에 알루미나 산화막을 포함하는 산화물 층이 형성되며, 알루미나 산화막은 납 및 납-비스무스 공융물과의 경계에 형성되어 부식으로부터 보호한다. 또한 상기 산화물 층은 크로미아(Cr2O3) 또는 Fe-Cr 산화물을 더 포함할 수 있는데, 크로미아 산화막 및 Fe-Cr 산화물은 알루미나 산화막과 다른 층에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강의 제조방법은 전술한 조성을 갖는 모재를 마련하는 단계; 상기 모재를 진공 유도 용융 또는 진공 아크 재용해 처리 후 급속 냉각하여 오스테나이트계 스테인리스 강 모재를 형상화하는 단계 및 상기 형상화된 오스테나이트계 스테인리스 강 모재를 600~1100 ℃의 온도에서 1~20 시간 동안 항온 열처리하고 공랭 혹은 급랭하여 입계에 미세 TiC 석출상을 석출하는 단계로 구성될 수 있다.
특정 수준에서 산소는 오스테나이트계 스테인리스 강 캐스팅에서 공극(porosity)를 일으킬 수 있는데, 이는 높은 주기적 부하(High cyclic loads)를 일으키는 캐스트 구성요소 내의 잠재적 균열을 발생시킬 수 있다. 진공 유도 용융(Vacuum induction melting) 또는 진공 아크 재용해(Vacuum Arc Remelting) 와 같은 2차 재용해 기술(Secondary remelting techniques) 및 다른 미세화 기술(refining techniques)와 조합된 진공 산소 탈탄 또는 아르곤 산소 탈탄(Decarburization)을 통하여 오스테나이트계 스테인리스 강의 열간 가공성을 개선하며, 용접물의 용접금속 및 캐스팅 내에서의 공극율 및 열 균열에 대한 민감도를 줄일 수 있다. 진공 유도 용융 또는 진공 아크 재용해 처리를 통하여, 기지 조직을 완전히 오스테나이트화하며(full austenitization), 미세조직 중의 화학 성분 분포를 균질화(homogenization)하고, 미처 용해되지 않은 화합물을 최대한 용해할 수 있다. 이는 오스테나이트계 스테인리스 강의 청결, 연성, 인성 및 전반적인 부식거동을 개선할 수 있다.
먼저 O,N,S,P 및 불순물 원소를 줄이기 위해 순수한 원소들이 진공에서 유도 용융된다. 그 후, 진공 아크 재용해 과정을 거쳐 보다 미세화된 주조 미세조직을 얻을 수 있으며, 최종 형상으로 정밀 주조 할 수 있다. 이 때 모재는 봉의 형상으로서 내부에 플럭스가 채워질 수 있다. 형상화된 오스테나이트계 스테인리스 강 모재를 먼저 용체화 처리를 위하여 고온영역인 1000~1200 ℃ 에서 5분 이상 유지한 뒤 시효처리온도(600~800 ℃)까지 1 내지 15 ℃/분의 속도로 서랭한다. 이 후, 시효처리온도(600~800 ℃)에서 1~20 시간 동안 항온 열처리를 한 후 공랭 혹은 급랭하여 열처리를 종결한다. 여기서 용체화 처리시간은 형상화된 오스테나이트계 스테인리스 강 모재에서 균질화 처리가 충분하게 일어나는 시간을 말하며, 보다 자세하게는 모재 내의 탄화물 및 미세 TiC 석출상을 충분히 용해, 고용시키지만 결정립의 성장은 발생하지 않을 정도의 시간을 말한다. 또한, 시효처리시간은 본 발명의 오스테나이트계 스테인리스 강의 미세 TiC 석출상을 입계에 균일하게 석출시켜 동일 시효처리 온도 구간(600~800 ℃) 노출을 해도 조직상의 변화가 없을 정도로 시효처리가 충분하게 일어나는 시간이다.
본 발명에 있어서, 용체화 처리 후 곧바로 시효처리 온도까지 서랭함에 있어 1~15℃/분으로 한정한 이유는 냉각속도가 1 ℃/분 미만일 경우 고온에서 노출시간이 길어지므로 결정립이 조대화되어 기본적인 기계적 특성이 저하될 우려가 있다. 또한, 냉각속도가 15 ℃/분 초과할 경우 TiC 석출상을 형성시킬 충분한 시간적 여유가 없다. 한편, 용체화 처리 후 그 온도에서 실온까지의 온도영역의 전 범위에서 1~15 ℃/분으로 서랭할 경우, 별도의 시효처리를 해야 하므로 시간 및 비용의 부담이 크다.
오스테나이트계 스테인리스 강의 제조.
하기 표 1에서 비교예 1은 종래 오스테나이트계 스테인리스 강(SS316L)을 이루는 각 원소들의 조성을, 실시예 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강을 이루는 각 원소들의 조성을 나타내었다. 또한 실시예 1 및 비교예 1에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강의 미세조직을 주사전자현미경으로 촬영하여 도 3 및 도 4에 도시하였다.
도 3은 종래 오스테나이트계 강(SS316L)의 미세조직을 주사전자현미경으로 촬영한 사진이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강의 미세조직을 주사전자현미경으로 촬영한 사진이다. 도 3 및 도 4 모두 각각(a)는 500배, 도 3 및 도 4의(b)는 2000배 확대한 사진이다.
| 단위 | Fe | C | Al | Si | Mo | Ti | Cr | Mn | Ni | P | |
| 비교예1 | wt.% | Bal. | 0.03 | 0.8 | 0.75 | 2.5 | - | 17 | 2 | 12 | - |
| 실시예1 | wt.% | Bal. | 0.1 | 3.36 | 0.35 | 1.10 | 0.42 | 14.62 | 1.57 | 17.63 | 0.02 |
도 3과 도 4를 비교하여 살펴보면, 도 4의(a)에서 미세 TiC 석출상을 나타내는 작은 점들을 확인할 수 있다. 특히 2000배 확대한 도 4의(b)에서 입계에 분포된 미세 TiC 석출상을 확인할 수 있다. 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스 강은 미세 TiC 석출상을 함유하는 것을 확인할 수 있는데 특히 미세 TiC 석출상이 입계에 분포함으로써 입계 밀도를 높이고 금속 내 중성자 조사 손상을 억제할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (8)
- 중량%로, Cr 13~20%, Ni 16~20%, Mo 0 초과 2% 이하, Mn 0 초과 2% 이하, Si 0 초과 1% 이하, Al 1~4%, Ti 0.1~1%, C 0.05~0.4%, P 0 초과 0.03 중량% 를 함유하고 잔부가 Fe 및 불순물인 오스테나이트계 스테인리스 강 모재로 제조된 오스테나이트계 스테인리스 강.
- 제 1 항에 있어서,
상기 Ti 대 상기 C의 중량비는 0.8 내지 3.2 인 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인리스 강.
- 제 1 항에 있어서,
상기 Si 대 상기 Ti의 중량비는 0.8 내지 1.2 인 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인리스 강.
- 제 1 항에 있어서,
미세 TiC 석출상을 0 초과 0.5 중량% 미만 함유하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인리스 강.
- 제 1 항에 있어서,
상기 오스테나이트계 스테인리스 강 모재는 봉의 형상인 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인리스 강.
- 제 5 항에 있어서,
상기 봉의 형상은 내부에 플럭스가 채워진 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인리스 강.
- 중량%로, Cr 13~20%, Ni 16~20%, Mo 0 초과 2% 이하, Mn 0 초과 2% 이하, Si 0 초과 1% 이하, Al 1~4%, Ti 0.1~1%, C 0.05~0.4%, P 0 초과 0.03 중량% 를 함유하고 잔부가 Fe 및 불순물인 오스테나이트계 스테인리스 강 모재를 준비하는 단계;
진공 유도 용융(Vacuum induction melting) 또는 진공 아크 재용해(Vacuum Arc Remelting) 처리하여 오스테나이트계 스테인리스 강 모재를 형상화하는 단계;
상기 형상화된 오스테나이트계 스테인리스 강 모재를 600~1100 ℃의 온도에서 1~20 시간 동안 항온 열처리하고 공랭 혹은 급랭하여 미세 TiC 석출상을 석출하는 단계;를 포함하는 오스테나이트계 스테인리스 강의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 오스테나이트계 스테인리스 강 모재를 형상화하는 단계는 진공 유도 용융(Vacuum induction melting) 또는 진공 아크 재용해(Vacuum Arc Remelting) 처리 후 상온에서 급속 냉각하는 응고단계;
열간 가공 또는 냉간 가공 또는 용접 중에서 가공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인리스 강의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2021/016806 WO2022103243A1 (ko) | 2020-11-16 | 2021-11-16 | 납 또는 납-비스무스 공융물 내의 내부식성 알루미나 산화막 형성 오스테나이트계 스테인리스 강 및 이의 제조 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200152892 | 2020-11-16 | ||
| KR20200152892 | 2020-11-16 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| KR1020210155995A KR102670439B1 (ko) | 2020-11-16 | 2021-11-12 | 납 또는 납-비스무스 공융물 내의 내부식성 알루미나 산화막 형성 오스테나이트계 스테인리스 강 및 이의 제조 방법 |
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|---|---|
| KR (1) | KR102670439B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115369331A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-11-22 | 中广核研究院有限公司 | 不锈钢材料、不锈钢包壳管及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06271993A (ja) * | 1993-03-19 | 1994-09-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐酸化性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
| JPH08300188A (ja) * | 1995-05-08 | 1996-11-19 | Nippon Steel Corp | オーステナイト系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの製造方法 |
| JPH10140296A (ja) * | 1996-09-11 | 1998-05-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 熱間加工性に優れるＡｌ含有オーステナイト系ステンレス鋼 |
| JPH11279714A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Nippon Steel Corp | 耐スケール剥離性に優れた水素発生器用オーステナイト系ステンレス鋼 |
-
2021
- 2021-11-12 KR KR1020210155995A patent/KR102670439B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06271993A (ja) * | 1993-03-19 | 1994-09-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐酸化性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
| JPH08300188A (ja) * | 1995-05-08 | 1996-11-19 | Nippon Steel Corp | オーステナイト系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの製造方法 |
| JPH10140296A (ja) * | 1996-09-11 | 1998-05-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 熱間加工性に優れるＡｌ含有オーステナイト系ステンレス鋼 |
| JPH11279714A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Nippon Steel Corp | 耐スケール剥離性に優れた水素発生器用オーステナイト系ステンレス鋼 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115369331A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-11-22 | 中广核研究院有限公司 | 不锈钢材料、不锈钢包壳管及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102670439B1 (ko) | 2024-05-29 |
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