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오스테나이트 스테인리스 강의 펄스 직류 플라즈마 질화처리층 조직 및 성분
박정렬(Jeong-Real Park),국정환(Jeong-Han Kook) 한국진공학회(ASCT) 1996 Applied Science and Convergence Technology Vol.5 No.4
오스테나이트 스테인리스강 304L을 고질소 저압 분위기에서 400~600℃ 범위내의 온도변수 50℃ 간 격차이에 따라 펄스 직류 플라즈마를 발생시켜 펄스작용 시간비에 따라 5시간씩 질화처리를 실시하였다. 처리 온도 500℃를 전후하여 질화처리층의 상과 조직이 현저히 다르게 형성되었다. 500℃미만 범위에서 저온일수록 펄스작용 시간비가 높을 때 질화층은 일종의 비화학량론적인 질화 스테인리스강으로 형성되었고 박피막을 이루며 균열이 많이 발생했다. 처리온도가 500℃보다 높을 때는 온도가 높아지거나 펄스작용 시간비가 50 s/100 s로 높아짐에 따라 질화층은 CrN 및 Fe4N 위주로 구성되어 주상정 조직을 이루며 균일하게 성장하며 무균열층이 된다. 500℃에서는 저온 조직 및 상과 고온 조직 및 상이 혼합된 질화층이 형성되며 취성에 대단히 크다. Austenitic stainless steel type 304L has been nitrided under the low pressure of high nitrogen environment for 5 hours by the square-wave-pulsed-d.c. plasma as a function of temperature 400~600℃ and of pulsation. At the temperature range lower than 500℃ and at the relatively high ratio of pulse duration to pulse period, nonstoichiometric stainless steel nitride has been developed in the form of a thin layer which has many cracks. At the temperature range higher than 500℃, with the increasing temperature or with the increasing ratio of the pulse duration to pulse period up to 50 s/100 s, the nitrided layer was composed mainly of CrN and Fe4N phases and became thick, uniform, columnar and nearly crack-free. The nitrided layer at 500℃ was mixed with the low-temperature layer and the high-temperature layer and was very brittle.
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박정렬,김규영,Park, Jeong Real,Kim, Kyoo Young 한국강구조학회 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.4
옥외 강구조물의 중요 소재인 무도장 내후성강의 장기 내식성을 평가하기 위해 우선 9년 이상 산업대기와 전원대기에 폭로된 본 강판 및 비교재 일반강판 시편의 천향면에 대해 중성의 인공우수에 침적시켜 전기화학적 부식전위, 임피던스 및 동전위 양분극 곡선으로 측정 및 그 결과를 고찰하였다. 산업대기 및 전원대기에 천향면으로 폭로된 내후성강 표면에는 부동태적인 안정화 녹층이 발달하였으며, 산업대기 폭로 표면의 인공우수에서의 부식속도는 $3{{\mu}m}/y$로 측정되어 우수한 내후내식 녹층으로 덮혀 있었다. 지속적으로 인공우수에 침적시키면 모든 시편 녹층은 점진적으로 열화되어 모재 철분의 양극산화용해 율속의 부식으로 진전됨을 나타내었다. 내후성 합금성분은 이런 부식의 진전을 지연시키고 있었다. 장기 내식성을 잘 평가하기 위해서는 9년보다 훨씬 장기간 대기폭로된 강재표면과 해당 대기 응축수 모사 수용액을 이용한 전기화학적 측정이 필요하다. 특히 본 측정방법들은 강재 표면의 원하는 부위와 폭로시간대에 거의 비파괴적으로 부식상황과 녹층의 상태와 정량적인 부식속도를 직접 바로 측정할 수 있게 하므로 강재를 사용한 교량, 탑, 건축물 등의 강구조물의 표면에 전기화학적 cell을 구성하고 이동측정기를 사용하면 강구조물의 내후 내식성을 현장즉시 측정 및 평가를 효과적으로 가능하게 할 수 있다. To investigate the long-term corrosion resistance of an uncoated weathering steel, an important outdoor constructional steel material, skyward surfaces of the weathering steel and a control steel initially exposed to rural and industrial atmospheres for 9 years were electrochemically tested in neutral artificial rain in terms of electrochemical potentials, impedances, and anodic potentiodynamic polarization curves. Their results were then discussed. A quite passive and stable rust layer to the artificial rain was well formed on the skyward surface of the weathering steel exposed to the industrial and rural atmospheres, and its corrosion rate in the artificial rain was measured to be about a low $3{{\mu}m}/y$. Continuous immersion of all the weathered surfaces in the artificial rain revealed the gradual degradation of the weathered corrosion layers on the steel, resulting in a cathodically controlled corrosion of the substrate steel by the electrochemical measurements. Alloy components of the weathering steel were found to retard the degradation of the weathered corrosion layers on the steel in the artificial rain. For better corrosion evaluation of the weathering steel, more electrochemical measurements of surfaces that have been exposed for more than 9 years to more closely simulated atmospheric waters are needed. These measurements are almost non-destructive and can provide online and in situ information on the corrosion rate, the development of corrosion and the conditions of rust layers on any interested surface and at any exposure time of the steel, so they can be effectively applicable to the corrosion evaluation of steel structures such as bridges, towers, and architectures by forming an electrochemical cell on an interested structural surface and by using a portable electrochemical instrument.
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