1. 부식의 종류와 정의
수많은 산업 응용 분야 중에서 스테인리스 스틸은 오늘날 만족스러운 내식성 성능을 제공할 수 있습니다. 사용 경험에 따르면 스테인리스 스틸의 부식은 주로 국부 부식(즉, 응력 부식 균열, 침식 부식, 입계 부식, 부식 피로 및 틈새 부식)과 기계적 고장으로 나타납니다. 이러한 국부 부식으로 인한 고장 사례는 고장 사례의 거의 절반 이상을 차지합니다. 사실, 많은 고장 사고는 합리적인 재료 선택을 통해 피할 수 있습니다.
응력 부식 균열(SCC): 날카로운 선의 전파로 인해 부식성 환경에서 응력을 받는 합금의 파손을 설명하는 데 사용되는 일반적인 용어입니다. 응력 부식 균열은 취성 파괴 형태를 갖지만 인성이 높은 재료에서도 발생할 수 있습니다. 응력 부식 균열이 발생하기 위한 필요 조건은 인장 응력(잔류 응력 또는 외부 응력, 또는 둘 다)과 특정 부식성 매체의 존재입니다. 패턴의 형성 및 확장은 인장 응력 방향에 거의 수직입니다. 응력 부식 균열을 일으키는 응력 값은 부식성 매체가 없는 경우 재료 파괴에 필요한 응력 값보다 훨씬 작습니다. 미시적 수준에서 입자를 통과하는 균열을 입계 균열이라고 하며, 입자 경계를 따라 확장되는 균열을 입계 균열이라고 합니다. 응력 부식 균열이 특정 깊이(하중을 받는 재료의 단면 응력이 공기 중에서 파괴 응력에 도달하는 곳)까지 확장되면 재료는 정상적인 균열(일반적으로 연성 재료의 미세 결함 집합을 통해)에 따라 파괴됩니다. 따라서 응력 부식 균열로 인해 파손되는 부품의 단면에는 응력 부식 균열의 특징적인 영역과 미세 결함 집합과 관련된 "딤플" 영역이 포함됩니다.
점부식: 부식을 일으키는 국부적인 부식 형태입니다.
입계부식: 입계 경계는 서로 다른 결정학적 방위를 가진 입자 사이의 무질서한 전위의 경계이며, 따라서 다양한 용질 원소 또는 금속 화합물(예: 탄화물 및 δ)의 분리입니다. 침전 및 침전에 유리한 영역입니다. 따라서 특정 부식성 매체에서 입계가 먼저 부식될 수 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이러한 유형의 부식을 입계 부식이라고 하며, 대부분의 금속과 합금은 특정 부식성 매체에서 입계 부식을 보일 수 있습니다.
갭 부식: 용액이 정체된 갭이나 차폐된 표면에서 발생할 수 있는 국부 부식의 한 형태입니다. 이러한 갭은 금속과 금속 또는 금속과 비금속의 접합부, 예를 들어 리벳, 볼트, 개스킷, 밸브 시트, 느슨한 표면 침전물 및 해양 생물과의 접합부에서 형성될 수 있습니다.
총부식: 비교적 균일한 방식으로 합금의 전체 표면에 발생하는 부식 현상을 설명하는 데 사용되는 용어입니다. 포괄적 부식이 발생하면 부식으로 인해 빌리지 재료가 점차 얇아지고 재료조차도 부식되어 파손됩니다. 스테인리스 스틸은 강산 및 강알칼리에서 포괄적 부식을 보일 수 있습니다. 포괄적 부식으로 인한 파손 문제는 특별히 우려할 만한 것은 아니며, 이러한 유형의 부식은 일반적으로 간단한 침지 테스트 또는 부식에 대한 참고 문헌을 통해 예측할 수 있습니다.
2. 각종 스테인리스 강의 내식성
304: 우수한 종합적 성능(내식성 및 성형성)이 요구되는 장비 및 구성품 생산에 널리 사용되는 다용도 스테인리스 강입니다.
301: 스테인리스강은 변형 중에 상당한 가공 경화를 보이며 높은 강도가 요구되는 다양한 용도에 사용됩니다.
302: 스테인리스 강철은 본질적으로 304 스테인리스 강철의 한 변형으로 탄소 함량이 더 높고, 냉간 압연을 통해 더 높은 강도를 얻을 수 있습니다.
302B: 실리콘 함량이 높은 스테인리스 강철로 고온 산화에 대한 저항성이 높습니다.
303 및 303Se: 각각 유황과 셀레늄을 함유한 쾌삭성 스테인리스 강으로, 쉬운 절삭과 높은 표면 광택이 주로 요구되는 상황에서 사용됩니다. 303Se 스테인리스 강은 이러한 조건에서 열간 가공성이 좋으므로 열간 가공이 필요한 부품을 만드는 데에도 사용됩니다.
304L: 탄소 함량이 낮은 304 스테인리스 강의 변형으로, 용접이 필요한 상황에서 사용됩니다. 탄소 함량이 낮으면 용접 근처의 열 영향 구역에서 탄화물이 침전되는 것을 최소화할 수 있으며, 탄화물이 침전되면 특정 환경에서 스테인리스 강의 입계 부식(용접 침식)이 발생할 수 있습니다.
04N : 질소를 함유한 스테인리스강으로, 질소를 첨가하면 강의 강도가 향상됩니다.
305 및 384: 스테인리스강은 니켈 함량이 높고 가공 경화 속도가 낮아 냉간 성형성이 높은 다양한 경우에 적합합니다.
308: 스테인리스강은 용접봉을 만드는 데 사용됩니다.
309, 310, 314 및 330: 스테인리스강은 고온에서 산화 저항성과 크립 강도를 높이기 위해 니켈과 크롬 함량이 비교적 높습니다. 30S5와 310S는 309 및 310 스테인리스강의 변형으로, 유일한 차이점은 용접 이음매 근처에서 탄화물의 침전을 최소화하기 위해 탄소 함량이 낮다는 것입니다. 330 스테인리스강은 특히 탄화 및 열 충격에 대한 저항성이 높습니다.
316 및 317: 스테인리스 스틸은 알루미늄을 포함하므로, 해양 및 화학 산업 환경에서 304 스테인리스 스틸보다 침식 부식에 대한 저항성이 상당히 우수합니다. 그 중 316 스테인리스 스틸의 변형에는 저탄소 스테인리스 스틸 316L, 질소를 포함하는 고강도 스테인리스 스틸 316N, 고황 함량 자유 절단 스테인리스 스틸 316F가 있습니다.
321, 347, 348은 각각 티타늄, 니오븀, 탄탈륨, 니오븀으로 안정화된 스테인리스 강으로 고온에서 사용되는 부품의 용접에 적합합니다. 348은 탄탈륨과 드릴의 양에 일정한 제한이 있는 원자력 산업에 적합한 스테인리스 강입니다.