스테인리스강의 특성과 결함
기술 사양
스테인리스 강에 요구되는 주요 조건은 부식 저항성입니다. 이는 합금의 성분, 구조적 상태, 부식 환경의 공격성 및 가해지는 하중에 따라 달라집니다. 부식 저항성은 제품 표면에 강력한 수동화 필름을 형성하여 공격적인 물질이 재료의 더 깊은 층으로 침투하는 것을 방지함으로써 이루어집니다.
크롬
크롬은 산화 환경에서 가장 강력한 수동화 요소 중 하나입니다. 합금 표면에 몇 개의 원자층 두께의 매우 얇고 보이지 않는 산화 피막을 형성합니다. 크롬 함유량이 증가함에 따라 피막의 밀도와 부식 저항성이 향상됩니다. 합금에 12-13% Cr가 포함되면 대기 및 토양 습기에 강한 스테인리스 강을 만듭니다. 크롬 함량을 28-30%까지 증가시키면 공격적인 환경에서도 합금이 견딜 수 있습니다. 크롬은 페라이트 형성 요소이므로, 크롬 함량이 높은 합금(16-30%)은 페라이트 계열로 분류됩니다. 페라이트의 저항성 덕분에 이러한 합금은 담금질에 민감하지 않으며, 따라서 강도 특성이 낮고 적용 범위가 제한됩니다. 25-28% Cr(Х25, Х28 등)을 기반으로 한 순수 페라이트 강은 작은 양의 티타늄 또는 질소를 첨가하여 미세 입자를 형성하여 고온에 견디며 하중을 지지하지 않는 소재로 사용됩니다.
강도와 연성
금속의 이러한 특성은 결정 구조, 결정 격자 내의 원자 간 결합 에너지, 금속의 순도, 화학 구성, 경계의 순도 등 여러 요인에 의해 결정됩니다. 현대적인 관점에서, 소성 변형에 대한 저항은 주로 결정 격자 구조의 불완전성, 특히 전위의 양에 의해 결정됩니다. 전위의 양을 줄이거나 크게 증가시킴으로써 높은 강도를 얻을 수 있습니다.
강화
실질적인 조건에서 결함 없는 자료를 생성하는 문제는 아직 해결되지 않았지만, 전위 및 기타 불완전성 수를 증가시켜 강화를 촉진하는 방법이 널리 사용됩니다. 스테인리스 강은 주로 고용체로, 불순물 원자와 전위의 상호 작용을 통해 강화됩니다. 그러나 강한 분산 입자에 의한 전단 차단이 더 중요한 강화 요인입니다. 이는 합금 처리 및 적절한 열처리의 결과로 나타나며, 20-50 nm (200-500 A) 크기의 2차 상 입자가 입자 전체에 고르게 분포된 미세 구조로 가장 큰 강화가 이루어집니다. 입자의 크기가 100 nm (1000 A) 이상으로 커지면 합금의 강화가 약해집니다.
마르텐사이트 계열
부식 저항성과 높은 강도가 동시에 필요한 경우, 낮은 크롬 함량(12-18%)의 마르텐사이트 계열의 크롬 강을 사용하여 강화할 수 있습니다. 이들은 일반적으로 0.1-0.4%의 탄소를 포함하며(1X13-4X13 계열), 높은 경도가 필요할 경우 탄소 함량을 1%(9X18 계열)까지 증가시킬 수 있습니다. 이 유형의 합금은 칼, 가위, 외과 기구, 플라스틱 금형 제작에 사용되며, 높은 탄소 함량의 강은 부식 환경에서 작동하는 베어링 제조에 쓰입니다. 그러나 이들은 고온에서는 적합하지 않습니다.
합금 처리
온도가 상승하면 결정 격자 내 원자 간 결합이 약해지고, 원자의 확산 이동성 및 강화 상(주로 크롬 카바이드)이 변화합니다. 이는 강화 상이 큼직해지고, 고용체 및 강화 상 간의 합금 원소가 재분배되어 스테인리스 합금의 강화가 약해질 수 있습니다. 적절한 합금 처리가 확산 과정을 억제하여 고온에서 강도를 오래 유지할 수 있습니다.
주조 기술
슬래브 표면 품질을 개선하고 티타늄 다공성을 줄이기 위해 스테인리스 강을 빠르게 주조하고, 주형 내의 금속 표면을 환원 분위기 또는 슬래그로 보호하며, 주조 시 금속 스트림을 불활성 기체로 보호해야 합니다.
공급자
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