화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2004년 가을 (11/05 ~ 11/05, 인하대학교)
권호 10권 2호
발표분야 금속
제목 17-4 PH 스테인리스강에서 Cu와 Nb의 변화에 따른 미세조직 및 기계적 성질
초록 1. 서론


최근 제트추진기, 컴프레셔, 선박과 자동차의 터보차져, 발전 산업용 부품 등 여러가지 가혹한 조건들을 만족시키는 제품의 소재로서 17-4 PH 스테인리스 강에 대한 많은 연구가 수행되어 왔다. 이런 연구를 통해 정밀 주조한 주방상태의 제품을 용체화 처리와 시효 열처리를 하여 충분한 강도와 부식저항을 가지는 17-4 PH 스테인리스 강의 제품을 제조하고 있다.
본 실험은 동일한 용체화 처리와 시효처리 등의 조건하에서 석출경화에 기여하는 Cu와 Nb의 함유량 변화에 대한 17-4 PH 스테인리스강의 기계적 성질과 조직의 변화를 고찰하고자 한다.


2. 실험방법


17-4 PH 스테인리스강의 합금설계는 석출에 기여하는 Cu와 Nb의 함유량을 Talb 1. 2 와 같이 변화시켰다. 17-4 PH 스테인리스강의 다른 표준원소 함유량은 일정하게 유지한 체 Cu의 함유량만 1.320에서 5.337w/o까지 각각 변화시켰다. Nb함유량 역시 같은 방법으로 0.697에서 2.293 w/o까지 변화시켜 합금설계를 하였다.
이강의 인장시험 및 경도 시험은 직경 12.5 mm, 길이가 50 mm인 JIS 3호 규격의 인장시편을 각각 Cu와 Nb의 함유량 변화에 따라 제조 한 후 인장강도, 항복강도, 신율, 단면 수축률, Rockwell 경도 등 기계적 성질을 조사하였다. 이 시편의 열처리 시험은 박스형 열처리로에 장입 후, 15 ℃/min의 승온 속도로 가열하여 1040 ℃에서 1시간동안 유지하여 용체화처리(Solution treatment)한 후 공냉시켰다. 시효처리(Aging treatment)는 용체화처리한 시편을 15 ℃/min의 승온 속도로 480 ℃가열하여 1.5 시간동안 유지 후 공냉하였다. 용체화 및 시효 처리후의 열처리 시편은 폴리싱 후 SEM 통하여 석출상 조직을 관찰 했다. 석출물의 성분분석과 기지조성 분석은 EPMA(Electron Probe Microstructure Analisis)를 이용하여 분석했다. 또한 인장시험후의 파면 역시 SEM을 통하여 관찰했다.


3. 실험결과


SEM과 EPMA을 통하여 17-4 PH 스테인리스강의 주된 석출경화에 영향을 미치는 원소는 Cu인 것을 알 수 있었다. 탄소안정화 원소인 Nb은 탄화 석출물을 생성하기는 하지만 17-4 PH 스테인리스 강의 기계적 성질에는 거의 영향을 미치지 않았다. 결과적으로 3.23%Cu로 합금설계 했을 때, 17-4 PH 스테인리스강의 인장강도, 항복강도 등의 기계적 성질이 가장 우수하였다.
저자 신한성, 배차헌
소속 부경대
키워드 17-4 PH Stainless; Precipitation hardeness
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