904L로도 알려진 UNS N08904는 우수한 내식성, 고강도 및 우수한 용접성을 갖춘 슈퍼 오스테 나이트 스테인레스 스틸입니다. UNS N08904의 공급 업체로서, 나는 미세 구조가 그 특성에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 것의 중요성을 직접 목격했습니다. 이 블로그 게시물에서는 UNS N08904의 미세 구조와 기계적, 부식 및 기타 특성 사이의 관계를 탐구 할 것입니다.
UNS N08904의 미세 구조
UNS N08904의 미세 구조는 주로 오스테 나이트이며, 이는 얼굴 - 중심 입방 (FCC) 결정 구조이다. 이 오스테 나이트 구조는 크롬 (CR), 몰리브덴 (MO) 및 구리 (Cu)와 같은 다른 합금 요소와 함께 높은 니켈 (Ni) 함량, 일반적으로 약 24-26%에 의해 안정화된다. 오스테 나이트상은 합금에 몇 가지 유익한 특성을 제공합니다.
UNS N08904의 합금 요소는 미세 구조에서 중요한 역할을합니다. 크롬은 강철 표면에 수동 산화물 층을 형성하여 부식으로부터 보호합니다. 몰리브덴은 피팅 및 틈새 부식성을 향상시키는 반면, 구리는 산을 감소시키는 내성을 더욱 향상시킨다.
오스테 나이트 매트릭스 외에도, 소량의 페라이트가 미세 구조, 특히 AS- 캐스트 또는 용접 조건에 존재할 수있다. 페라이트는 신체 - 중심 입방 (BCC) 결정 구조이며, 그 존재는 합금의 특성에 양성과 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
기계적 특성에 미세 구조의 영향
힘
UNS N08904의 오스테 나이트 미세 구조는 비교적 높은 강도에 기여한다. FCC 구조는 플라스틱 변형의 주요 메커니즘 인 탈구 이동을 허용합니다. 그러나, NI, CR, MO 및 Cu와 같은 합금 요소의 존재는 고체 용액 강화를 통해 강도를 증가시킨다. 이러한 합금 원자는 결정 격자를 왜곡하여 탈구가 움직이기가 더 어려워집니다.
UNS N08904의 강도는 차가운 작업을 통해 향상 될 수 있습니다. Cold Working은 미세 구조로 탈구를 도입하여 서로와 합금 원자와 상호 작용하여 강도를 더욱 증가시킵니다. 그러나 과도한 냉간 작업은 연성을 감소시킬 수 있습니다.
미세 구조에서 페라이트의 존재는 또한 강도에 영향을 줄 수 있습니다. 페라이트는 일반적으로 오스테 나이트보다 강하므로 소량의 페라이트는 합금의 전반적인 강도를 증가시킬 수 있습니다. 그러나 페라이트 함량이 너무 높으면 인성이 감소하고 균열의 위험이 증가 할 수 있습니다.
연성
UNS N08904의 오스테 나이트 구조는 우수한 연성을 제공합니다. FCC 구조는 손쉬운 탈구를 허용하여 합금이 파쇄되지 않고 세밀하게 변형 될 수있게한다. 이 높은 연성은 UNS N08904가 굽힘, 드로잉 및 롤링과 같은 작업을 형성하는 데 적합합니다.
페라이트의 존재는 합금의 연성을 감소시킬 수 있습니다. 페라이트는 플라스틱 변형을 제한하는 오스테 나이트에 비해 더 제한된 슬립 시스템을 가지고 있습니다. 따라서, 페라이트 함량을 제어하는 것은 UNS N08904의 연성을 유지하는 데 중요합니다.
강인함
인성은 파쇄 전에 에너지를 흡수하는 재료의 능력입니다. UNS N08904의 오스테 나이트 미세 구조는 특히 저온에서 우수함을 제공합니다. FCC 구조는 플라스틱 변형을 통해 균열의 전파를 체포 할 수있게한다.
그러나 페라이트의 존재는 특히 저온에서 합금의 인성을 감소시킬 수 있습니다. 페라이트는 오스테 나이트보다 부서지기 쉬우 며 균열 개시 및 전파를위한 사이트 역할을 할 수 있습니다. 따라서, 페라이트 함량을 최소화하는 것은 UNS N08904의 인성을 유지하는 데 중요합니다. 특히 충격 저항이 필요한 응용 분야에서.
부식성에 미세 구조의 영향
일반적인 부식 저항
UNS N08904의 오스테 나이트 미세 구조는 크롬에 의해 형성된 수동 산화물 층과 함께 우수한 일반적인 부식 저항을 제공한다. 수동 층은 금속과 부식성 환경 사이의 장벽으로서 작용하여 금속이 부식 종과 반응하지 않도록합니다.
오스테 나이트 매트릭스의 합금 요소는 수동 층의 안정성을 향상시킨다. 예를 들어, Molybdenum은 수동 필름의 두께와 안정성을 증가시켜 분해에 더욱 저항력이 있습니다. 구리는 황산과 같은 산을 환원시키는 내성을 향상시킵니다.
구덩이 및 틈새 부식 저항
구덩이와 틈새 부식은 공격적인 환경에서 발생할 수있는 현지화 된 형태의 부식입니다. Molybdenum의 존재와 결합 된 UNS N08904의 오스테 나이트 미세 구조는 피팅 및 틈새 부식에 대한 우수한 저항성을 제공합니다.
몰리브덴은 합금의 임계 구덩이 온도 (CPT)와 임계 틈새 부식 온도 (CCT)를 증가시킵니다. 또한 강철 표면에 보호 필름을 형성하여 구덩이와 틈새의 성장을 억제합니다. 오스테 나이트 구조는 합금 요소의 균일 한 분포를 보장하며, 이는 부식성을 유지하는 데 중요합니다.
그러나 페라이트의 존재는 피팅 및 틈새 부식 저항을 감소시킬 수 있습니다. 페라이트는 오스테 나이트, 특히 염화물 함유 환경에 비해 구멍과 틈새 부식에 더 취약합니다. 따라서, 페라이트 함량을 최소화하는 것은 UNS N08904의 구덩이 및 틈새 부식 저항을 최대화하기 위해 필수적이다.
다른 스테인레스 강과 비교
UNS N08904를 다른 스테인리스 강과 비교할 때스테인레스 스틸 321H / UNS S32109 / 1.4878,,,스테인레스 스틸 316L / UNS S31603 / 1.4404, 그리고스테인레스 스틸 316 / US S31600 / 1,4401, 미세 구조 차이는 명백해진다.
스테인레스 스틸 321H는 티타늄 - 안정화 된 오스테 나이트 구조를 가지며, 이는 높은 온도에서 입술 내 부식에 대한 저항성을 제공합니다. 스테인레스 스틸 316L 및 316은 UNS N08904에 비해 낮은 니켈 및 몰리브덴 함량을 갖는다. 결과적으로 UNS N08904는 일반적으로보다 공격적인 환경에서 더 나은 내식성을 가지고 있습니다.
미세 구조 및 특성에 대한 열처리의 영향
열처리는 UNS N08904의 미세 구조 및 특성에 크게 영향을 줄 수 있습니다. 솔루션 어닐링은이 합금의 일반적인 열 처리 과정입니다. 합금을 고온, 일반적으로 약 1100-1150 ° C로 가열 한 다음 빠른 냉각이 포함됩니다.
솔루션 어닐링은 탄화물 또는 금속 간 화합물과 같은 가공 중에 형성 될 수있는 모든 침전물을 용해시킨다. 이것은 오스테 나이트 미세 구조를 회복시키고 합금의 부식성과 연성을 향상시킵니다.
반면에, 부적절한 열처리는 미세 구조에서 유해한 상을 형성 할 수있다. 예를 들어, 탄수화물 침전이 발생하는 온도 범위에서 합금이 가열되면 (약 500-800 ° C), 크롬 탄화물이 입자 경계에서 형성 될 수 있습니다. 이것은 입자 경계 근처의 크롬 함량을 고갈시켜 내식성을 줄이고 편집 내 부식의 위험을 증가시킵니다.
결론
UNS N08904의 미세 구조, 주로 합금 요소의 영향과 페라이트의 존재와 함께 오스테 나이트 매트릭스는 기계적 및 부식 특성에 큰 영향을 미칩니다. 이러한 관계를 이해하는 것은 합금의 적절한 선택, 처리 및 적용에 중요합니다.
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참조
- ASM 핸드북 볼륨 3 : 합금 위상 다이어그램
- 스테인리스 스틸 : George E. Totten과 D. Scott Mackenzie의 선택 및 응용 프로그램 가이드
- Roger W. Staehle의 스테인레스 강의 부식 저항
