1. 소개
스테인레스 스틸 방대한 산업에서 가장 널리 사용되는 재료 중 하나입니다., 독특한 힘의 조합 덕분에, 내식성, 그리고 미적인 매력.
자동차 부품에서 식품 가공 장비까지, 스테인리스 스틸의 다양성과 내구성은 강도와 장수를 요구하는 응용 분야에 선택의 재료가됩니다..
하지만, 우수한 부식 저항에도 불구하고, 스테인레스 스틸은 특정 유형의 부식에 면역되지 않습니다..
그러한 부식 현상 중 하나는 곡물 간 부식입니다, 재료의 구조적 무결성에 심각하게 영향을 줄 수 있습니다.
이러한 부식이 어떻게 발생하는지와 그것을 예방하는 방법을 이해하는 것은 다양한 산업에서 스테인리스 스틸 제품의 수명과 성능을 유지하는 데 중요합니다..
이 블로그에서는, 우리는 스테인레스 스틸의 편 부식을 탐색 할 것입니다, 그 원인, 재료에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 그것을 방지하고 완화하는 효과적인 방법.
2. 변형 내 부식이란 무엇입니까??
곡물 간 부식 (IGC) 스테인레스 스틸의 입자 경계에서 발생하는 국소화 된 형태의 부식입니다..
일반적인 부식과 달리, 이는 재료의 전체 표면에 영향을 미칩니다, 편 부식은 특정 영역을 공격합니다, 금속을 약화시키고 잠재적으로 조기 고장을 일으 킵니다.
부식 과정은 입자 경계에서 크롬의 고갈로 이어집니다., 추가 부식에 대한 강철의 저항을 줄입니다.
다른 유형의 부식과 어떻게 다른지
변형 내 부식은 다른 일반적인 형태의 부식과 다릅니다., 일반적인 부식과 구덩이와 같은.
일반적인 부식은 균일하며 재료의 전체 표면에 영향을 미칩니다., 변형 내 부식은 구체적으로 입자 경계를 목표로합니다, 더 국소화 된 분해로 이어집니다.
구덩이 부식, 반면에, 작은 형태, 깊은 구멍이나 구덩이, 일반적으로 염화물 이온이있는 지역에서, 그러나 입자 경계에 직접적인 영향을 미치지는 않습니다.
그것이 어떻게 발생하는지
입자 간 부식의 기본 메커니즘은 입자 경계에서 크롬 탄화물의 형성입니다., 특정 온도에서 발생합니다.
스테인레스 스틸이 450 ° C에서 850 ° C 사이의 온도에 노출되는 경우 (840° F - 1560 ° F), 재료의 탄소는 크롬과 결합됩니다, 크롬 탄화물 형성.
이 과정은 감작이라고합니다. 크롬 탄화물의 형성은 입자 경계에서 크롬을 고갈시킨다., 부식에 더 취약한 영역을 남겨 둡니다.
이것은 공격적인 화학 물질이나 수분이 침투하는 통로를 만듭니다., 부식을 악화시킵니다.
3. 변형 내 부식에 기여하는 원인과 요인
크롬 고갈
크롬은 스테인레스 스틸의 중요한 요소입니다, 부식성 속성을 제공합니다.
크롬 카바이드의 형성으로 인해 크롬 경계에서 크롬이 고갈 된 경우, 자료는 해당 영역의 부식에 저항하는 능력을 상실합니다..
이것은 강철을 크게 약화시키고 시간이 지남에 따라 실패 할 수 있습니다., 특히 가혹한 환경에 노출 될 때.
고온 노출
용접 또는 어닐링과 같은 열 처리 과정은 스테인리스 스틸을 감작 공정을 촉진하는 임계 온도 범위에 노출시킬 수 있습니다..
용접 중, 예를 들어, 열 입력으로 인해 재료의 국부 영역 이이 온도에 도달 할 수 있습니다., 크롬 카바이드의 형성을 유발합니다.
입자 간 부식을 방지하기 위해 이러한 과정에서 열 입력을 관리하는 것이 중요합니다..
탄소 함량 및 합금 요소
스테인레스 스틸의 탄소 함량은 입자 간 부식에 대한 감수성에 중추적 인 역할을합니다.. 더 높은 탄소 함량은 크롬 카바이드의 형성을 가속화시킨다.
티타늄과 같은 합금 요소, 니오브, 또는 Molybdenum은 강철의 크롬을 안정화시키고 탄화물 형성을 방지함으로써 입자 간 부식 가능성을 줄이는 데 사용될 수 있습니다..
4. 스테인레스 스틸의 유형은 편집 내 부식으로 상당합니다
편 부식은 다양한 등급의 스테인레스 스틸에 영향을 줄 수 있습니다, 그러나 일부 유형은 구성과 특정 특성으로 인해 더 취약합니다..
이 문제가 발생하기 쉬운 등급을 이해하면 제조업체와 엔지니어는 다양한 응용 분야의 자료를 선택할 때 정보에 근거한 결정을 내릴 수 있습니다..
오스테나이트계 스테인리스강
오스테 나이트 스테인레스 스틸은 우수한 내식성과 다양성으로 인해 업계에서 가장 일반적으로 사용되는 유형 중 하나입니다..
하지만, 그것들은 특히 편 부식에 취약합니다,
특히 450 ° C에서 850 ° C 사이의 온도에 노출 된 경우 (840° F - 1560 ° F) 용접 또는 기타 열처리 중. 가장 일반적으로 사용되는 오스테 나이트 스테인리스 강에는 포함됩니다:
- 등급 304: 이것은 가장 인기있는 오스테 나이트 등급이며 식품 가공에 널리 사용됩니다., 건설, 및 화학 산업.
하지만, 고온에 노출 될 때, 입자 경계에서 크롬 카바이드 침전을 경험할 수 있습니다, 편 부식에 취약하게 만듭니다. - 등급 316: 우수한 부식 저항으로 유명합니다, 특히 염화물 환경에서,
316 스테인레스 스틸은 부적절하게 열처리되면 편 부식으로 고통받을 수 있습니다., 특히 용접과 같은 고온 공정에서.
왜 그런 일이 발생합니다:
오스테 나이트 스테인레스 스틸에서, 높은 탄소 함량은 감작 과정에서 입자 경계에서 크롬 탄화물을 형성 할 수 있습니다..
이러한 경계에서 크롬의 고갈은 부식에 대한 재료의 저항을 줄입니다., 스테인레스 스틸을 분해에 더 취약하게 남겨 둡니다.
페라이트계 스테인레스강
페라이트 스테인레스 스틸에는 더 많은 양의 크롬과 더 적은 양의 니켈이 포함됩니다.,
이는 그들에게 자기 특성을 제공하고 오스테 나이트 등급에 비해 응력 부식에 더 강하게 만듭니다..
하지만, 페라이트 등급은 여전히 곡물 간 부식에 취약합니다, 특히 민감한 온도에 노출되는 경우.
- 등급 430: 자동차 배기 시스템 및 주방 가전 제품에 일반적으로 사용됩니다,
이 페라이트 등급. - 등급 446: 고온 산화에 대한 내성으로 알려져 있습니다,
446 페라이트 스테인레스 스틸은 여전히 특정 조건에서 입자 간 부식에 취약합니다., 특히 열처리 후.
왜 그런 일이 발생합니다:
페라이트 스테인리스 강은 오스테 나이트 등급보다 니켈 함량이 낮습니다., 이는 더 높은 온도에서 감작이 적다는 것을 의미합니다..
하지만, 그들은 연장 된 열에 노출되면 여전히 곡물 경계에서 크롬 고갈에 직면 할 수 있습니다., 특히 용접 공정에서.
마르텐사이트계 스테인레스강
Martensitic Stainless Steels, 탄소가 많고 탁월한 경도를 제공합니다, 강도가 필요한 응용 분야에서 널리 사용됩니다, 터빈 블레이드와 같은, 밸브, 그리고 칼.
그것들은 일반적으로 오스테 나이트 및 페라이트 강보다 편 부식에 덜 민감하지만, 그들은 여전히 이러한 유형의 부식으로 고통받을 수 있습니다, 특히 고 탄소 등급에서.
- 등급 410: 항공 우주 및 자동차 산업에 사용되는 일반적인 Martensitic Stainless Steel 등급, 410 열 치료가 제대로 처리되지 않으면 편 부식 경향이 있습니다.
Martensitic Stainless 강철은 고온에 노출 될 때 입자 경계에서 탄화물 침전을 경험하는 경향이 있습니다..
왜 그런 일이 발생합니다:
Martensitic Stainless 강에서 높은 탄소 함량은 입자 경계에서 탄화물 형성으로 이어질 수 있습니다.,
오스테 나이트 강의 과정과 유사합니다, 그것들을 편집 한 부식에 취약하게 만듭니다.
듀플렉스 스테인레스 스틸
이중 스테인리스 강은 오스테 나이트 및 페라이트 스테인레스 강의 특성을 결합합니다., 강도와 내식성의 균형 제공.
이중 스테인레스 스틸은 응력 부식 크래킹 및 피팅에 대한 저항성 향상을 제공합니다., 그것들은 입자 간 부식에 면역이 아닙니다.
- 등급 2205: 가장 널리 사용되는 이중 스테인레스 강 중 하나, 2205 보다 공격적인 환경에서 사용하도록 설계되었습니다, 화학 가공 및 해양 응용과 같은.
하지만, 열처리 중에 제대로 제어되지 않으면 여전히 입자 간 부식에 민감합니다..
왜 그런 일이 발생합니다:
이중 스테인레스 강은 오스테 나이트와 페라이트의 균형 잡힌 미세 구조를 가지고 있지만,
Molybdenum과 같은 높은 크롬 함량 및 합금 요소는 특정 조건에서 민감성을 나타냅니다..
합금이 용접 또는 가공 중에 고온에 노출되는 경우, 크롬 탄화물은 입자 경계에서 형성 될 수 있습니다, 편 부식의 위험을 증가시킵니다.
5. 편 부식의 영향과 결과
곡물 간 부식은 스테인레스 스틸 성분에 상당한 해로운 영향을 줄 수 있습니다., 그들의 기능에 영향을 미칩니다, 안전, 그리고 수명.
기계적 특성 감소
- 힘: 곡물 간 부식은 입자 경계를 공격합니다, 재료의 구조적 무결성을 유지하는 데 중요한.
이로 인해 인장 강도 및 하중 수용 용량이 감소 할 수 있습니다.. - 연성 및 인성: 영향을받는 지역은 부서지기 쉬우 며 깨지지 않고 변형 할 수있는 능력을 상실합니다., 구성 요소의 전반적인 연성과 인성을 줄입니다.
- 피로 저항: IGC로 고통받는 성분은 약화 된 입자 경계를 따라 균열이 시작되어 조기 피로 실패를 경험할 수 있습니다..
재료 실패
- 중요한 애플리케이션: 항공 우주와 같은 산업에서, 자동차, 석유화학, 그리고 발전,
스테인레스 스틸이 스트레스가 많은 환경에서 사용되는 곳, IGC는 치명적인 실패를 유발할 수 있습니다.
예로는 압력 용기의 균열 또는 파열이 있습니다, 배관 시스템, 열교환기, 다른 중요한 기계 부품. - 실제 사례: 다리와 같은 스테인레스 스틸 구조의 고장, 해양 플랫폼,
IGC로 인한 화학 가공 장비는 이러한 유형의 부식 방지의 중요성을 강조합니다..
예를 들어, IGC에 의해 시작된 작은 균열은 주기적 하중 조건에서 전파 될 수 있습니다., 결국 구성 요소의 완전한 실패로 이어집니다.
미적 손상
- 가시 부식 마크: 항상 즉시 명백한 것은 아닙니다, IGC.
여기에는 변색이 포함될 수 있습니다, 구멍 뚫기, 또는 표면의 거친, 특히 소비재에서 눈에.니다, 건축 요소, 그리고 주방용품. - 표면 마감에 미치는 영향: 부품의 기능적 성능이 그대로 유지 되더라도,
미적 손상은 제품의 가치와 시장성을 줄일 수 있습니다., 특히 외관이 중요한 응용 분야에서.
기타 고려사항
- 유지 보수 비용: IGC의 영향을받는 구성 요소 감지 및 수리 비용은 비용이 많이 들고 시간이 소요될 수 있습니다..
더 심각한 문제로 확대되기 전에 잠재적 인 문제를 모니터링하고 해결하기 위해 정기 검사 및 유지 보수 일정을 구현해야합니다.. - 교체 비용: 심한 경우에는, IGC의 범위가 수리 이상으로 구조적 무결성을 손상시키는 경우 구성 요소를 완전히 교체해야 할 수도 있습니다..
이로 인해 산업 환경에서 운영 비용과 잠재적 가동 중지 시간이 증가합니다..
6. 편 부식 방지 및 완화
편 부식은 스테인레스 스틸의 심각한 문제입니다, 특히 재료가 가혹한 환경을 견뎌야하고 구조적 무결성을 유지 해야하는 중요한 응용 분야에서.
다행스럽게도, 편 부식의 발생을 방지하거나 완화하는 몇 가지 방법이 있습니다., 재료 선택에서 특정 처리 기술에 이르기까지.
다음은 이러한 유형의 부식과 싸우기위한 가장 효과적인 전략입니다..
저탄소 합금 사용 (L 또는 H 등급)
입자 간 부식의 위험을 줄이는 가장 효과적인 방법 중 하나는 저탄소 또는 안정화 된 스테인레스 스틸 등급을 사용하는 것입니다..
저탄소 합금에는 탄소 함량이 적습니다, 입자 경계에서 크롬 탄화물의 형성을 최소화하는.
이 합금은 특히 감작을 유발할 용접 또는 열처리와 관련된 응용 분야에서 특히 중요합니다..
- 304L 및 316L 등급: 일반적으로 사용되는이 저탄소 버전 304 그리고 316 등급은 기계적 특성을 손상시키지 않으면 서 곡물 간 부식에 대한 향상된 저항을 제공합니다..
식품 가공 장비와 같은 고온 응용 프로그램에 이상적입니다., 화학 저장 탱크, 그리고 용접이 필요한 다른 산업 기계. - 347 그리고 321 등급: 이 안정화 된 등급에는 티타늄 또는 니오 비움이 포함됩니다, 용접 공정 동안 탄소와 결합하여 크롬 탄화물 형성을 방지합니다..
이 합금은 고온 응용에 적합합니다, 항공 우주 산업과 같은, 열 노출이 빈번한 곳.
그것이 작동하는 이유:
탄소 함량을 줄임으로써, 또는 티타늄 또는 니오 비움과 같은 합금 요소를 통해 탄소를 안정화시켜,
이러한 재료는 감작을 겪을 가능성이 적으며, 따라서 변수 부식에 더 저항력이 있습니다..
적절한 용접 기술
용접은 일반적인 부식의 일반적인 공급원입니다, 입자 경계에서 크롬 탄화물 침전으로 이어질 수있는 국소화 된 열을 도입함에 따라.
이를 방지하려면, 감작의 위험을 최소화하려면 적절한 용접 기술을 따라야합니다..
- 열 입력 제어: 용접 스테인리스 스틸, 감작으로 이어질 수있는 과도한 온도를 방지하기 위해 열 입력을 제어하는 것이 중요합니다..
이것은 열 영향 구역에서 특히 중요합니다 (위험요소), 물질이 변형을 겪을 가능성이 가장 높은 곳에서 변형 내 부식을 일으킨다. - 용접 후 열처리 (PWHT): 용접 후, 솔루션 어닐링 과정을 수행 해야하는 경우가 종종 있습니다..
여기에는 재료를 고온으로 가열하는 것이 포함됩니다, 용접 과정에서 형성 될 수있는 크롬 탄화물을 용해시키기 위해 빠른 냉각이 그 뒤에.
이 처리는 재료의 부식 저항을 복원하는 데 도움이됩니다. - 용접에 안정화 된 등급 사용: 앞서 언급했듯이, 안정화 된 등급 사용 321 또는 347 용접 응용 분야에서 크롬 탄화물 형성의 위험을 줄일 수 있습니다..
이 등급은 용접 및 열처리와 관련된 높은 온도를 견딜 수 있도록 설계되었습니다..
그것이 작동하는 이유:
용접 파라미터를 제어하고 웰드 후 처리를 사용하여, 감작의 가능성을 효과적으로 줄이고 입자 간 부식의 위험을 완화 할 수 있습니다..
수파화 및 표면 처리
패시베이션은 스테인리스 스틸의 자연 산화물 층을 향상시키는 화학 공정입니다., 내식성 향상.
통행 스테인리스 스틸은 표면 저하 가능성을 줄이는 데 도움이됩니다., 편 부식을 포함하여.
- 패시베이션: 이 과정은 스테인레스 스틸을 산 용액으로 처리하는 것과 관련이 있습니다. (일반적으로 질산) 표면에서 유리 철 및 기타 오염 물질을 제거하려면.
이 치료는 밀도가 높은 형성을 촉진합니다, 부식성을 향상시키고 곡물 간 부식으로부터 보호하는 데 도움이되는 수동 산화 층. - 산세 및 전기 폴딩: 패시베이션 외에도, 산세 (산성 솔루션을 사용하여 불순물을 제거하는 과정) 그리고 전기 분비
(전해 공정을 사용하여 표면을 부드럽게하고 부식 저항을 향상시킵니다.) 스테인레스 스틸의 표면 품질을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
이 치료법은 갈바니 반응 또는 국소 부식에 기여할 수있는 오염 물질을 제거하여 부식을 방지하는 데 도움이됩니다..
그것이 작동하는 이유:
패시베이션 및 기타 표면 처리는 스테인리스 스틸에서 산화물 층의 균일 성과 내구성을 향상시킵니다., 결국 부식의 위험을 줄이는 데 도움이됩니다..
적절한 재료 선택 및 디자인
재료의 선택과 부품이 설계된 방법은 또한 부식 간의 가능성을 줄이는 데 큰 영향을 줄 수 있습니다..
스테인레스 스틸 등급을 올바르게 선택하고 구성 요소를 설계하여 감작으로 이어지는 조건을 최소화하면 이러한 형태의 부식을 방지 할 수 있습니다..
- 환경을 고려하십시오: 고온 또는 공격적인 화학 물질에 대한 노출과 관련된 응용,
적절한 스테인레스 스틸 등급 선택 (예를 들어, 저탄소 또는 안정화 된 등급) 중요합니다.
예를 들어, 재료가 고열 또는 용접에 노출되는 경우, 304L 또는 316L과 같은 등급을 사용하면 도움이됩니다.. - 스트레스 완화를위한 디자인: 스트레스가 높은 영역을 최소화하도록 부품을 설계해야합니다., 스트레스가 입법 부식의 효과를 악화시킬 수 있습니다.
둥근 모서리와 같은 기능을 통합하고 날카로운 모서리를 피하면 응력 집중력을 줄이고 부식 위험을 완화 할 수 있습니다..
그것이 작동하는 이유:
스트레스와 고온을 최소화하기 위해 적절한 재료 선택 및 구성 요소
노출은 재료가 최적의 성능을 발휘하고 입자 간 부식에 저항 할 수 있도록합니다..
정기 검사 및 유지 보수
일찍 입자 간 부식을 감지하면 구성 요소에 대한 상당한 손상을 방지 할 수 있습니다.. 정기 검사는 실패로 이어지기 전에 부식의 징후를 식별하는 데 필수적입니다..
- 육안검사: 입자 간 부식을 식별하는 첫 번째 단계는 육안 검사입니다..
편 부식의 일반적인 징후에는 균열이 포함됩니다, 구멍 뚫기, 또는 입자 경계를 따라 변색. - 비파괴 테스트 (NDT): 초음파 테스트와 같은 기술, 엑스레이 분석, 염료 침투성 검사
입자 간 부식을 나타낼 수있는 내부 또는 표면 결함을 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다..
이러한 방법은 중요한 구성 요소의 무결성을 유지하는 것이 가장 중요하는 산업에서 가치가 있습니다..
그것이 작동하는 이유:
일상적인 검사를 통한 조기 탐지는 더 심각한 손상을 방지하고 적시에 시정 조치를 취할 수 있습니다.,
스테인레스 스틸 구성 요소의 수명 및 성능 유지 지원.
7. 입자 간 부식 감지
육안검사
육안 검사는 입자 간 부식의 징후를 보여줄 수 있습니다, 입자 경계를 따라 균열을 포함합니다.
이 징후는 종종 표면 변색으로 나타납니다, 구멍 뚫기, 또는 크래킹, 특히 열처리 또는 용접이 적용되는 지역에서.
비파괴 테스트 (NDT)
초음파 테스트와 같은 기술, X- 선 회절, 금속계 분석은 일반적으로 물질을 손상시키지 않고 입자 간 부식을 감지하는 데 사용됩니다..
이러한 방법은 부식의 조기 감지를 허용하고 중요한 응용 분야의 고장을 방지 할 수 있습니다..
전기 화학 테스트
Huey Test 및 Strauss Test와 같은 실험실 테스트는 스테인레스 스틸의 입술 내 부식에 대한 감수성을 평가하는 데 널리 사용됩니다..
이 전기 화학 시험은 부식 환경을 시뮬레이션하고 저항을 평가하기 위해 일련의 제어 된 조건에 재료를 노출시킵니다..
8. 결론
편 부식은 성능에 영향을 줄 수있는 심각한 문제입니다., 장수,
및 스테인레스 스틸 성분의 안전성, 특히 제조 중에 고온에 노출 될 때.
이러한 유형의 부식의 원인과 메커니즘을 이해함으로써, 산업은 예방 조치를 채택 할 수 있습니다
저탄소 합금 사용과 같은, 용접 중 열 제어, 표면 처리를 적용합니다.
적절한 검사 및 테스트 방법을 통한 조기 탐지는 위험을 더욱 줄이고 까다로운 응용 분야에서 스테인레스 스틸의 무결성을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다..
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