안녕하세요, 앞서 INCOLOY 800H 자재에 대한 열처리 관련 문의 드렸던 바 있었습니다.
해당 Item에 대해 UNF-56에 따라 열처리를 반영 예정이며,
API-942의 Table 4 - "Ni Based Alloy Embrittlement Phases and Stress Relaxation Cracking Susceptibility" 의 가이드에 따라
Holding Temp.는 900 +- 14 degC로 적용 예정 입니다.
해당 Table의 문구 상 Cooling 760 --> 538도 구간에는 Sensitization을 방지하기 위해 Rapid Cooling을 하도록 되어 있는데요.
이 Rapid Cooling의 정의가 모호한 면이 있어 문의 드리고자 합니다.
일반적으로 Rapid Cooling에 대해 정의되어 있는 Code나 Standard가 있을까요? (xx도/hr 와 같이)
혹은 일반적으로 Air Cooling외에 Oil이나 Cooling Water를 이용한 Cooling 정도..라고 생각을 하면 될 지 고민이 되어 문의 드립니다.
바쁘신 와중에 읽어주셔 감사드리며 조언 부탁 드립니다.
의견 감사합니다!
우선 개인적으로도 Alloy 800H 재질에 대한 열처리 경험이 없고..당사 ref.에도 없던 item이다 보니 조금 더 문헌 확인해보고,
조직검사를 추가 요청해보는 방향으로 진행해야 할 것 같습니다.
좋은 답글에 약간만 더 보태어 봅니다.
만약 Solution Heat Treatment (SHT) 를 적용한다면 ASME Sec. VIII-D1, Table UNF-79 or ASTM (B409, A240, B407, B514, etc.) 에 따라 1120 deg.C (2050 deg.F) [1149 deg.C (2010 def.F) for Alloy 800HT] 이상에서 실시해야 합니다. 아울러 SHT의 Holding (Retention) Time은 아래를 참조하시기 바랍니다.
https://www.vdm-metals.com/fileadmin/user_upload/Downloads/Data_Sheets/Data_Sheet_VDM_Alloy_800_H_HP.pdf
이때 석출물의 재고용과 함께 average ASTM grain size 5 of coarser (smaller number)를 얻을 수 있게 됩니다.
한편, API RP942의 Table 4 에서 언급한 sensitization zone 전후에서 적용되는 급냉은 완벽하게 석출물의 재 생성을 억제하기 위해 대개 다음과 같이 적용합니다.
Rapid Air Cooling: up to 30 deg.C/sec (preferable for thin wall, 1.5 -3.0 mm and thinner)
Water Cooling: up to 150 deg.C/sec (preferable for thick wall, greater than 1.5 -3.0 mm)
Cf, Air Cooling in Normalizing : 100-300 deg.C/minutes (1.7 to 5.0 deg.C/sec)
Regards,
Thomaseun at yahoo.com
의견 감사 합니다!
혹시 위 언급해 주신
Rapid Air Cooling: up to 30 deg.C/sec (preferable for thin wall, 1.5 -3.0 mm and thinner)
Water Cooling: up to 150 deg.C/sec (preferable for thick wall, greater than 1.5 -3.0 mm)
는 어떤 문헌을 참조하면 확인이 가능할지 여쭤 봐도 될까요?
조심스러운 item이라 최대한 확인을 해본 후 진행해보려고 합니다 ^^;
800H재질의 경판을 성형 후 열처리로 질문자가 언급한 "900 +- 14 degC" 조건으로 열처리를 끝내고 공냉을 한 후 표면 PT를 하면 100%결함이 나옵니다. 이유가 궁금합니다. 이것땜에 경판 업체에 독박을 쒸우는 경우가 많아 저희는 포밍후 열처리 직전에 PT를 하고 열처리 이후 나온 결함에 대해서는 성형(forming)업체의 과실이 아니라고 이야기 하나 갑질에 당해 낼 재간이 없어 불쌍한 을은 돈으로 보상을 합니다.(plate를 기기 제조사가 사급해 주고 열처리 프로시져도 제조사의 조건대로 수행만 할 뿐이며 성형후 열처리 전에 PT에서는 표면 결함이 없었는데 열처리 후에 결함이 있다고 경판 업체에게 수정비용을 떠 넘깁니다.)
저도 그냥 느낌상 이 재질(800H)은 용체화 처리를 하고 수중 급냉하는게 좋을 듯 한데... 중소기업이 자재를 구해 자체적으로 mock up
해 볼수도 없고 아쉽기만 합니다.
800H 제조 경험이 있는 제작처의 입장에서 추가 답변 드립니다.
800H의 경우, Solution Annealing을 적용하다면 당연히 Rapid Cooling이 가장 효과적인 방법입니다.
그러나 Solution Annealing의 경우, 철판 제조 공정 또는 경판과 같은 단품에서만 적용이 가능합니다.
Size가 큰 전체 Equipment를 장입할 경우, Solution Annealing이 적용 가능한 욕조도 찾기 어렵지만 물에 담그는 순간 전체적으로 Coling이
원활히 이루어지지 않아 변형 발생 우려가 매우 심각합니다.
따라서 당사에서도 경판을 제외하고는 적용하지 않으며, 일부 ID가 적은 열교환기의 경우에도 Nozzle 부위를 모두 Opening하여 제품이 욕조에
잠길 때 물이 원활히 배출되는 방식으로 실시하고 있습니다.
800H를 수차례 제작해 본 경험으로는 Heating & Cooling을 ASME UCS-56에 따라 적용해도 어떤 기술 이슈는 지금까지 발생되지 않아
Water Cooling 적용이 어려울 경우, 대안으로 충분할 것으로 판단됩니다.
그 기준을 명기하는 경우가 가끔 있기는 합니다만, ASME의 가열과 냉각 온도 기준에서 알 수 있는 것과 마찬가지로 그저 최소 권고 사항입니다.
결국 열처리가 끝난 부재에서 Sensitization이 발생하지 않았음을 조직 검사로 증명해야 하기에, 열처리 업체의 Know-how에 맞겨야 합니다.
결과만 만족스럽다면 냉각 속도 자체를 가지고 문제 삼지는 않습니다.