| 초록 |
산업이 고도로 성장함에 따라 우수한 내식성을 가진 스테인리스강의 수요는 꾸준히 증가되고 있다. 18% Cr-12% Ni 강에 Mo을 약 2.5% 첨가한 STS 316L 스테인리스강은 오스테나이트 계열의 대표적인 내열강으로서 주로 화력/원자력 발전소의 증식로, 배관 및 밸브, 튜브를 비롯한 고온구조물의 소재 등으로 사용되는 재료이다. 그러나 300계열의 오스테나이트 스테인리스강은 염화물 분위기에서 피팅(pitting), 입계부식 및 응력부식에 취약한 문제점을 나타내고 있어 이를 해결하기 위한 다양한 표면처리가 실시되고 있다. 본 연구에서는 STS 316L 스테인리스강에 플라즈마 이온주입법으로 질소 이온을 주입하여 내식성을 향상시키고자 하였다. 주입 이온의 에너지에 영향을 미치는 바이어스 전압을 실험변수를 설정하여 질소 이온을 주입하였다. 질소 이온주입된 시편에 대한 재료 특성평가와 전기화학적 분석을 실시하여 부식특성에 미치는 기계적 성질, 특히 잔류응력과 집합조직, 상변화의 영향을 고찰하였다. 질소 주입한 STS 316L의 부식특성에 가장 크게 영향을 미치는 인자로는 1) 이온주입에 의한 상변화, 2) 부분적 소성변형에 의해 발생하는 집합조직의 변화, 그리고 3) 표면잔류응력인 것으로 확인되었다. 낮은 바이어스 전압에서 질소 이온주입한 시편의 내식성이 더 좋은 것으로 확인되었는데, 더 좋은 내식성을 보이는 시편에서는 강한 (111) 집합조직을 나타내고 있고, 질소가 과포화된 팽창 오스테나이트(expanded austenite)가 형성된 것을 알 수 있었다. 그리고 잔류응력이 0에 가까워질수록 내식성이 증가된다는 것을 확인할 수 있었다. |
