퍼듀플렉스 스테인리스강의 PAW-TIG 하이브리드 텐덤 용접 및 내부식 특성

Abstract

슈퍼듀플렉스 스테인리스강(super duplex stainless steel, SDSS)은 내공식 지수(pitting resistance equivalent number, PREN)가 40 이상으로 기존 오스테나이트 스테인리스 스틸뿐만 아니라 듀플렉스 스테인리스 강에 비해서도 상당히 우수한 내식성과 기계적 성질을 가지는 소재이며, 오스테나이트와 페라이트의 비율이 50 대 50으로 구성되어 있는 소재이다. 또한 듀플렉스강(duplex stainless steel)은 석유, 화학 공장, 해양 플랜트, 오일 및 가스의 제조 공정 등 높은 내부식성을 필요로 하는 다양한 응용 분야에 구조용 재료로 폭넓게 사용되고 있지만, 용접 후 열처리로 인해 존재하는 상들의 균형이 변화되고 결론적으로는 듀플렉스 스테인리스강이 가지기를 기대하는 내부식 성능을 만족하지 못하게 된다. 따라서 외경이 크고 두께가 두꺼운 파이프의 제조가 제한되고 있을 뿐 아니라, 다층용접(multiple welding) 공정에서는 큰 문제가 될 수 있다. 특히 통상적인 일반 듀플렉스 강 및 린(lean) 듀플렉스 강보다 크롬(Cr)과 몰리브덴(Mo)의 함량이 높은 슈퍼 듀플렉스강은 해당 온도 범위로 가열이 될 경우 추가적으로 σ상의 석출로 인한 입계 예민화가 증대되고 입계 부식에 영향을 줄 가능성이 상당히 높아진다. 본 연구에서는 산업계의 특성상 다층용접을 사용할 수밖에 없는 용접 공정에서도 용접 후 열처리의 온도 변화에 따른 σ상 및 2차 상들의 조직내 발생과 이런 상들이 슈퍼 듀플렉스 강의 내부식성에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다.