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입계 부식의 기본 개념

영어 이름: intergranular corrosion;; Intercrystalline corrosion

설명: 결정립 표면과 내부 간 화학 성분의 차이, 결정립계 불순물 또는 내부 응력의 존재 때문이다. 결정간 부식은 결정립 사이의 결합을 파괴하여 금속의 기계적 강도를 크게 감소시킨다. 그리고 부식이 발생한 후에도 금속과 합금의 표면은 여전히 일정한 금속 광택을 유지하여 파괴의 징후를 보이지 않지만, 결정립 간 결합력이 현저히 약화되고, 역학 성능이 악화되어 두드리는 것을 견딜 수 없어 매우 위험한 부식이다. 보통 황동, 경질 알루미늄 합금 및 일부 스테인리스강, 니켈 기반 합금에서 발생합니다. 스테인리스강 용접의 결정간 부식은 화학공업의 중대한 문제이다. 스테인리스강은 부식 매체의 작용으로 결정립 사이에 발생하는 부식 현상을 결정간 부식이라고 한다.

결정간 부식을 일으키는 스테인리스강은 응력을 받으면 결정계를 따라 부러지고 강도가 거의 완전히 사라지는 스테인리스강의 가장 위험한 파괴 형태다. 결정간 부식은 용접 접합의 열 영향 영역 (HAZ), 용접 또는 융합 선, 융합 선에서 발생하는 결정간 부식을 각각 칼선 부식 (KLA) 이라고도 합니다. 스테인리스강의 내식성을 갖추기 위한 필수 조건은 크롬의 질량 점수가 10~12 보다 커야 한다는 것이다. 온도가 높아지면 스테인리스강 결정립 내부의 탄소 확산 속도가 크롬의 확산 속도보다 큽니다. 실온에서 오스테 나이트에서 탄소의 용해도는 약 0.02 ~ 0.03 이며, 일반 오스테 나이트 계 스테인리스강의 탄소 함량은 이 값을 초과하기 때문에 여분의 탄소는 오스테 나이트 결정립 경계로 계속 확산되고 크롬과 화합하여 결정간에 크롬 탄화물을 형성하는 화합물 (예: (CrFe)23C6 등) 이 됩니다. 자료에 따르면 크롬이 결정계를 따라 퍼지는 활성화 능력은 162 ~ 252KJ/MOL 이고, 크롬은 결정립 내 확산 활성화 에너지는 약 540KJ/mol 인 것으로 나타났다. 즉, 크롬은 결정립 내 확산 속도보다 크롬이 결정계를 따라 퍼지는 속도가 적고, 내부 크롬은 결정계에 퍼지지 않아 결정계에 형성되는 크롬 탄화에 필요한 크롬은 주로 오스테 나이트 결정립 내부에서 나오는 것이 아니다 결정계의 크롬의 질량 점수가 12 이하로 떨어지면 이른바' 빈크롬 지역' 이 형성되고, 부식 매체의 작용으로 빈크롬 지역은 부식성을 잃고 결정간 부식을 일으킨다. 탄소 함량이 0.03 을 초과하는 불안정한 오스테 나이트 계 스테인리스강 (즉, 티타늄 또는 니오븀이 없는 0Cr18Ni9 스테인리스강) 은 열처리가 부적절하면 일부 환경에서 결정간 부식이 발생하기 쉽다. 이 강철들이 425 ~ 815 C 사이에서 가열되거나 천천히 냉각되어 이 온도 구간을 통과하면 결정간 분리가 발생하는데, 이러한 열처리로 인해 탄화물이 결정계에 침전 (감응 작용) 되고 가장 가까운 지역인 크롬이 고갈되어 부식에 민감하게 된다. 감응 작용도 용접할 때 용접 열 영향 영역에서 후속 국부 부식을 일으킬 수 있습니다.

스테인리스강 민감성을 검사하는 가장 일반적인 방법은 65 질산 부식 실험 방법이다. 시험 시 강철 샘플을 끓는 65 질산용액에 넣고 48h 연속 한 주기, ***5 주기, 각 주기마다 중량 손실을 측정한다. 일반적으로 5 개 실험주기의 평균 부식률은 0.05mm/ 월을 넘지 않아야 한다고 규정하고 있다.

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