[열처리] S.S 열처리

오늘은 스테인리스 열처리에 대하여 알아볼까 해요.

 

스테인리스의 종류가 많지만 가장 많이 사용되는 300계 열처리를 보도록 할게요. 상온에서 Austenite상으로 C.S보다 연하기 때문에 C.S보다는 열처리하는 경우가 많지 않지만, 그래도 요구되는 경우가 있으니 알아보도록 해요.

 

스테인리스는 High alloy로 구분되기 때문에 ASME VIII Div1에서 UHA단락을 봐야 해요.

 

ASME VIII Div1 UHA-32와 UHA-44를 보시면 열처리 요구되는 조건이 잘 정리되어있는데, 정리하자면 아래와 같아요.

 

1. 먼저 UHA-32는 용접 후열처리 관련된 내용인데 Table UHA-32-3을 보면 S.S 300계는 P- No.8으로 열처리를 금지하지도, 요구하지도 않는다고 나와있어요. 즉 용접 후에는 열처리를 요구하지도, 금지하지도 않겠다는 거죠. 
2.  다음 UHA-44는 가공후 잔류 응력에 따른 열처리 요구조건이에요. Table UHA-44를 보면 강종에 따라 기기 디자인 온도 대비 가공 변형률을 제한하고 있는데, 그 제한된 값을 초과하면 열처리가 요구돼요. 밑에 Table 보면서 세부 설명 들어가 볼게요.

위 304L의 경우 기기의 디자인 온도가 580~675℃ 이면서 가공 연신율이 20%이상이면 열처리가 요구되고, 디자인 온도가 675℃ 초과하면서 가공 연신율이 10%이면 열처리가 요구됩니다.

 

S.S의 열처리 조건은 C.S과는 다르게 고온 1040℃까지 올린다음 급냉을 시키는 Solution Annealing이라는 열처리를 해요. 그 이유는 Cr석출에 따른 예민화 현상을 예방하기 위함이죠.

 

해당 항목을 보시면 Austenite S.S뿐만 아니라 Martensite(P-No. 6) & Ferrite(No. 7) 스테인리스 조건도 볼 수 있으니 궁금하시면 자세히 읽어보시면 많은 도움이 될 거예요.

 

그리고 C.S의 경우 38mm 이상 요접하게 되면, 용접 후 열처리가 요구되지만 S.S의 경우 그런 조항이 없는데 그 이유는 서로 재질에 따라 변형률이 다르기 때문이라 생각되네요. C.S의 경우 변형이 적어 용접 열에 따라 많은 구속이 발생되지만(변형이 적으니 용접 후 수축하고 싶어도 수축하지 못하니 잔류응력이 많이 남게 되는거죠) S.S의 경우 C.S보다는 변형이 쉬워 용접열에 따른 구속도가 C.S보다 작은 거죠.

 

실제 용접을 해도 C.S보다는 S.S가 변형이 더 크다는 걸 알 수 있고, C.S위에 S.S를 용접하면 Crack 발생이 없지만 S.S위에 C.S를 용접하면 C.S는 바로 깨집니다. 변형률의 차이라 할 수 있죠.

 

 

그럼 오늘도 소중한 시간 내서 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.