ASTM A182의 오스테나이계 열처리 사양을 보면 고용화 열처리를 하라고
표현되어 있는데 열처리 조항중 단조후 고용화 열처리 최소 온도가
보장되면 다이렉트 소입을 해도 된다고 되어 있습니다. 그런데 몇개의 재질은 제외된다고 되어 있는데 (예. F316H, F304H 등 H Grade와 F321 ,F347등이 있습니다.) 왜 이러한 재질들은 단조후 다이렉트 소입이안된다고 하는 이유가 궁금합니다. (ASTM A182 Para 6.3.1)

이진희 2009-01-31 17:00

이런 비교를 한번 해보시길 추천합니다.

왜 Solution Annealing의 온도가 H-Grade와 Stabilization Grade의 기준이 일반적인 ASS와 다른 것인가?

너무 어려운 금속조직학적인 얘기는 접어 두고 편하게 Carbide의 형성 관점으로만 예를 들어 설명하겠습니다.

비교 대상으로 언급된 두가지 강종은 고온 (Creep)강도와 내식성 관점에서 생각해야 하는 강종입니다.

즉 어떻게 해서든지 Carbide를 형성하여 위에서 언급된 두가지 특성을 만족하고자 하는 것이지요

그런데, 이 과정에서 온도가 좀 낮아 지거나 너무 급한 냉각속도로 인해 조직내에 충분한 Carbide의 형성 시간이 부족하다면 곤란하겠지요
(이 부분에 대해서는 Stabilization열처리와 동일한 개념으로 이해하시면 되겠습니다.)

그래서 직접 Queching하지 않고 좀더 높은 온도로 높이는 별도의 SA처리 이후에 Quenching을 하도록 요구하는 것으로 이해하시면 되겠습니다.

그런데 최근에는 H-Grade와 일반 Grade가 함께 병기된 Dual Marked ASS가 생산되고 있는 데, 그런 경우에 SA의 온도와 Quenching에 대해서는 H-Grade를 따라가지 않고 일반 Grade를 따라가곤 합니다.

따라서 Code의 내용도 기술의 발전과 시대의 요구 사항에 따라 점차 변화할 필요성이 있는 것이지요

Thomas Eun 2009-02-01 22:12

I believe you can find the best answer from the footnote 5 in ASTM A182.

==== Footnote 5 ==== [my additional rationale]
A solution annealing temperature above 1950 °F (1065 °C) may impair the resistance to intergranular corrosion after subsequent exposure to sensitizing conditions [greatly depends on the exposure time in sensitization temperature from 800 to 1500°F (427 to 816°C)] in F 321, F 321H, F 347, F 347H, F 348, and F 348H. [The duration time of hot forging followed by solution annealing above 1065 °C will be increased as much as enough to exposure sensitization.]. When specified by the purchaser, a lower temperature stabilization or resolution annealing shall be used subsequent to the initial high temperature solution anneal (see Supplementary Requirement S10).
================= =================== ==================

In addition to the footnote 5, the duration time of hot forging followed by solution annealing above 1900 °F (1040 °C) in 304H and 316H may also impair the resistance to intergranular corrosion (greatly depends on the exposure time in sensitization temperature) due to high carbon contents about 19Cr-9Ni basis.

Meanwhile the terminology of “소입” (hardening) is only used for the process of rapid cooling from the austenitizing temperature to increase the strength and hardness in carbon or low alloy steels. So the name should be QUENCHING for SS or Nickel Alloy (See KS D0049).

Mr. Lee,
It is confusing to make sense what you say in the following sentences of your answer.
즉 -----,
그런데, 이 과정에서 ---,
(이 부분에 대해서는 Stabilization -----),
그래서 직접 ----.

이진희 2009-02-02 08:51

좋은 지적입니다.

내식성 관점에서는 당연히 그런 얘기를 할 수 있고, 그렇기에 Code에서도 그런 문구를 굳이 별도의 Note로 표기한 것이지요

하지만, H-Grade의 사용 목적이나 환경이 Wet 상태가 아닐 진데, 굳이 내식성을 기준으로 Code의 내용을 한정하여 해석할 필요는 없다고 봅니다.

제가 답변글을 올리면서 다음과 같이 화두를 던졌습니다.

왜 Solution Annealing의 온도가 H-Grade와 Stabilization Grade의 기준이 일반적인 ASS와 다른 것인가?

Confusing이 아니라 식견의 확대를 제안한 것으로 이해하시는 게 좋겠습니다. (Stabilization을 언급한 내용은 자칫 오해가 있을 수 있다는 점에는 동의합니다.)

Code에 나와 있는 내용을 그대로 옮겨 적을 바에야 질문하신 분도 그정도의 노력을 하셨을 것으로 이해합니다.

Thomas Eun 2009-02-02 11:53

Thanks for your information. Here are some more answers.

All ASTM materials have the quality assurance as a minimum. One of cases is that the requirement of solution heat treatment (SH) is mandatory for all ASS (austenite SS) and DSS (duplex SS) products* by hot work/finish regardless of H, L or stabilized class. It means no Cr-carbides are allowed for the final products of the ASS and DSS materials in ASTM.

* plate, pipe, tube, forging, cast, fitting, etc.

If the grade “H” is used only for the creep strength at high temperature without any other liquid corrosion environment**, the SH of the base metal may not be necessary. Can you waive the SH of A182-F316H in this case? My answer is No because the material without SH is not qualified as A182-F316H. In addition, the material with hot forging followed by solution annealing may have some Cr-carbides in the final product.

** Nevertheless all materials used normally at high temperature may be exposed to liquid environment at upset, shut-down and start-up condition.

이진희 2009-02-02 16:21

세상은 좀더 넓은 식견과 관점으로 봐야겠지요.

지금 언급하신 내용은 다 맞는 얘기입니다.

그렇기에 제가 예로 들은 것도 처음에는 SH(Solution Heat Treatment)의 온도 차이에 대한 부분이었고, 후반에 설명한 내용의 예로 들은 것은 SH가 아닌 ST(Stabilization Heat Treatment)에 대한 것이지요.

물론 이부분에 있어서 기존의 답변으로 인해 약간의 오해와 부적절한 인식이 심어질 수 있었던 점에 대해서는 공감합니다.

좀더 이쁘게 설명하고 싶지만, 굳이 그렇게 기존의 의견을 첨삭하거나 수정하지는 않겠습니다. 다 나름대로의 의미와 가치가 있는 것이니...

님께서는 ASTM Code에서 Carbide가 허용되지 않는 다고 지적했지만, 실제로는 Carbide를 만들기 위한 ST가 적용되고 너무나 많이 요구되고 있지요.

물론 아마도 지적하신 Carbide는 Cr-Carbide가 아닌 Ti이나 Nb-Carbide를 언급하시는 것으로 이해하기에 그런 표현에 대해 더 이상의 언급은 하지는 않겠습니다.

너무 문구 하나 하나를 가지고 따지지 말고 좀더 큰 안목으로 바라 보셨으면 합니다.

그리고 질문에 대한 답변이건 아니면 개인적인 의견이건 간에 적절성에 대한 평가와 판단은 그 질문을 하신 분과 이 글을 읽은 많은 독자들이 스스로 합니다.

Minority의 의견일지라도 제가 위에서 님의 의견이 옳다고 전제한 것 처럼 서로 존중해주는 배려가 필요하다고 생각합니다.

관심은 가지고 격려해주시는 것도 고맙고, 좋은 의견 주저없이 개진해 주시는 것도 감사합니다.

앞으로도 이 사이트의 발전과 보다 많은 정보와 자료의 긍정적인 공유가 있도록 노력해 주셨으면 합니다.

세상은 넓고 우리가 해야할 일과 아직도 모르는 것은 너무나 많이 있습니다.

Thomas Eun 2009-02-03 05:04

Appreciate your earnest thoughts and comments.

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