Advantages and Disadvantages of adding Titanium to Austenitic Stainless Steel

오스테나이트 스테인리스 스틸에 티타늄을 첨가할 때의 장점과 단점

크롬-니켈 오스테나이트 스테인리스 스틸 은 450-800 ℃의 온도 범위로 가열되면 입자 경계를 따라 부식이 발생하는 경우가 종종 있습니다. 입계 부식. 일반적으로 입계 부식은 실제로 포화 오스테나이트에서 Cr23C6 형태의 탄소가 침전되어 발생합니다. 금속 구조를 생성하여 입자 경계의 오스테나이트 구조에 크롬이 고갈되게 합니다. 따라서 입자 경계에서 크롬 고갈을 방지하는 것이 입자 간 부식을 방지하는 효과적인 방법입니다.

스테인리스강의 원소는 탄소 친화도에 따라 분류되며 티타늄, 니오븀, 몰리브덴, 크롬, 망간의 순서로 정렬됩니다. 티타늄과 탄소의 친화력이 크롬보다 크다는 것을 알 수 있습니다. 티타늄을 강철에 첨가하면 탄소는 우선적으로 티타늄과 결합하여 티타늄 카바이드를 형성하여 크롬 카바이드의 형성과 입자 경계에서 크롬 고갈의 침전을 효과적으로 방지 할 수 있습니다. 입계 부식을 효과적으로 방지할 수 있습니다.

왜냐하면 티타늄 와 질소를 결합하여 질화 티타늄을 형성하고 티타늄과 산소를 결합하여 이산화 티타늄을 형성 할 수 있으며, 첨가되는 티타늄의 양은 그에 따라 제한됩니다. 입계 부식을 방지하기 위해 실제 스테인리스강 생산에서 첨가되는 티타늄의 양은 주로 약 0.8%입니다.

입계 부식을 방지하기 위해 티타늄 함유 스테인리스강은 용액 처리 후 안정화되어야 합니다. 용액 처리 후 오스테 나이트 계 스테인리스 강은 단상 오스테 나이트 구조를 얻지 만이 구조의 상태는 안정적이지 않습니다. 온도가 450℃ 이상으로 상승하면 고용체의 탄소는 탄화물 형태로 서서히 침전되며, 그 중 Cr23C6 형성 온도는 650℃이고 900℃는 TiC의 형성 온도입니다. 입계 부식을 방지하려면 탄화물이 TiC의 형태로 완전히 존재하도록 Cr23C6의 함량을 줄여야 합니다.

티타늄 카바이드의 안정성은 크롬 카바이드보다 높기 때문에 스테인리스 스틸을 700°C 이상으로 가열하면 크롬 카바이드가 티타늄 카바이드로 변하기 시작합니다. 안정화 처리는 스테인리스 스틸을 850~930°C로 가열하여 1시간 동안 유지하는 것입니다. 이때 크롬 탄화물은 완전히 분해되어 안정적인 회색 또는 검은색 티타늄 카바이드를 생성하고 스테인리스 스틸의 입계 부식 방지 기능이 최적화됩니다. 또한 스테인리스 스틸에 티타늄을 첨가하면 특정 조건에서 Fe2Ti 금속 간 화합물을 분산 및 침전시켜 스테인리스 스틸의 고온 강도를 향상시킬 수 있습니다.

그러나 티타늄이 스테인리스 스틸에 완전히 무해한 것은 아니며 때로는 티타늄이 스테인리스 스틸의 성능을 저하시킬 수 있습니다. 예를 들어, TiO2 및 TiN과 같은 내포물이 존재하기 쉽습니다. 그들은 함량이 높고 분포가 고르지 않아 스테인리스 스틸의 순도를 어느 정도 감소시킵니다. 또한 스테인리스 스틸 잉곳의 표면 품질을 저하시켜 공정에서 연삭량이 증가하여 폐기물이 쉽게 발생하며 완제품의 연마 성능이 좋지 않으며 고정밀 표면 처리가 매우 어렵습니다.

오스테나이트 스테인리스 스틸에 티타늄을 첨가할 때의 장점과 단점

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