여기 테크노넷에서 많은 도움을 받고 있습니다. 개인적으로 유튜브에서 금속강의를 듣곤 합니다.
강의 내용중에 300계 STS을 강한 상온(190도 이하 온도) 가공을 하면 가공유기 마르텐사이트가 되어 자성이 생긴다고 합니다. 그래서 이 자성을 방지하기 위한 조건으로 200~250도 온도에서 가공을 하면 자성을 막을 수 있다고 하시는데
여기서 자성을 막는다는 개념을
1. 200~250도 온도로 300계 스텐인레스 예열을 하면 FCC구조가 BCC(BCC형상이긴 하나 탄소가 빠져 나가지 못한 a=b＃c형태)구조화 되는 것을 막아 가공 후에도 FCC구조를 유지하는것으로 이해해도 될련지요?
2. 일반적으로 BCC구조인 탄소강이나 Low Alloy보다 FCC구조인 300계열 스테인레스가 극저온에서 충격 값이 높게 나온다고 하는데 자성을 방지하는 온도인 200~250도에서 가공을 할 경우 상온(190도 이하)에서 가공 할 때 보다 극저온 충격값이 높게 나온다고 볼 수 있는지요?
3. 비단 300계 STS뿐만 아니라 상온에서 FCC구조를 갖는 30% 이상의 Ni이 함유된 강재나, 10% 이상의 Mn을 함유한 최근 국내에서 Hot한 Hi-Mn강재도 상기 질의한 1.2번에 대한 답과 같은 결론을 얻을 수 있는지요?
ASS는 냉간 가공 후 Austenitic Structure로 부터 α’-martensite (BCC-주로) 또는 e-martensite (HCP) 형태의 martensite가 발생할 수 있습니다. 이는 약 180-200 deg.C 이하의 가공에서 부터 발생하나 주로 100C이하에서부터 뚜렷하며 저온으로 갈수록, 그리고 냉간 가공 정도 (elongation) 가 높을수록 더 많은 martensite가 발생하게 됩니다. 당연히 이 Structure는 저온 인성을 크게 해치므로 이 목적을 위해서는 moderate-high elongation이 동반되는 cold work은 피해야 (by warm or hot work) 합니다. 만약 목적하는 저온 인성에 영향을 미칠 만큼 martensite가 발생하여 제거가 필요하다면 Solution Heat Treatment 밖에 다른 방법은 없습니다.
Mechanism을 포함한 더 자세한 정보는 아래의 자료를 참고하시기 바랍니다.
[참고자료]
https://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A991464&dswid=2442
(Deformation and Martensitic Phase Transformation in SS)
https://aaltodoc.aalto.fi/bitstream/handle/123456789/2870/isbn9789512287802.pdf?sequence=1&isAllowed=y (Effect of Strain Induced alfa prime martensite on Mechanical Properties of Metastable ASS)
https://www.researchgate.net/publication/46251882_Strain_induced_martensitic_transformation_at_high_strain_rate_in_two_austenitic_stainless_steel
(Plasticity and Strain Induced Martensitic Transformation in Two ASS-ICOMAT_article2)
http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:432658/FULLTEXT01.pdf (Martensitic Transformation in Austenitic Stainless Steels)
Deformation Induced Martensitic Transformation In 304 Stainless Steels (sc.edu) (Deformation Induced Martensitic Transformation In 304 Stainless Steels)
ASME Sec.II, Part D, A-205
ASME Sec.VIII, Div.1, UHA-44
https://www.springer.com/gp/book/9783030364298
Thomas Eun
Thomaseun at yahoo.com
혹시 200도 이상에서 저런 현상이 발생하지 않는다는 자료가 있을까요?
간혹 인터넷 상에서 그런 주장을 하는 분들을 보기는 했으나, 제가 이해하는 Mechanism이나 현장의 경험치로는 명확한 근거를 찾을 수 없었습니다.
약간은 오해가 있을 수 있는 부분이 있습니다.
다른 금속조직은 대부분 변태가 진행되면서 확산에 의한 이동과 새로운 화합물이 발생하게 됩니다.
그런데, 마르텐사이트는 무확산변태이기에 온도를 어중간하게 높인다고 해서 그 변태의 진전을 늦추거나 촉진하기는 어렵습니다.
아예 아주 높은 고온으로 옮겨서 가공을 하면 모를까... 2~250도 정도의 온도로는 그 영향이 미미할 것으로 예상합니다.
금속재료의 원론적인 관점에서 열간 가공의 온도는 대략 융점의 절반 정도의 온도로 보시면 됩니다.