업데이트 날짜 : 2016 년 5 월 19 일 (처음 게시) 
저자 :仁平기술사 사무소 소장仁平宣弘
 
금형과 절삭 공구 등에 사용되는 공구강의 '담금질'과 '안정된'에 대해 설명했다. 이번에는 스테인리스 열처리에 대해 설명합니다. 스테인리스는 크롬 Cr을 11 % 이상 함유 한 강철입니다. 내식성을 가장 중시하는 제품이나 부품에 널리 사용되고 있습니다. 금속 조직의 차이에 따라 "300 계", "300 · 페라이트 계 (듀플렉스 계)」, 「페라이트 계」, 「마르텐 사이트 계"및 "석출 경화 계 '로 분류됩니다. 

1. 오스테 나이트 계 스테인리스 열처리

오스테 나이트 계 스테인리스 강은 크롬 Cr 다른 몇 % 이상의 니켈 Ni을 함유하고 자석에 붙지 않는 성질이 있습니다. 또한 다른 계에 속하는 강보다 내식성이 우수합니다. 그러나 사용 조건에 따라서는 더 높은 내식성이 요구되는 경우가 있습니다.
JIS에 규정 된 오스테 나이트 계 스테인리스 강은 크롬 Cr과 니켈 Ni을 증량 한 것이나, 몰리브덴 Mo, 구리 Cu, 티타늄 Ti 등을 추가 첨부 한 것도 있습니다. 오스테 나이트 계 스테인리스 강은 절삭 가공이 어렵 기 때문에, 황 (S)를 첨가하여 피 삭성을 개선 한 것도 있습니다. 오스테 나이트 계 스테인리스 가장 사용량이 많은 대표적인 것은 "SUS304"입니다. SUS304를 사용하는 스테인리스 제품은 "18-8"라고 각인 및 인쇄가 부착되어 있습니다.
오스테 나이트 계 스테인리스 강을 이용한 제품에서 자주 문제가되는 것은 "응력 부식 균열 '과'입계 부식"입니다. 응력 부식 균열은 염소 이온을 포함하는 중성 환경에서 사용하는 경우 재료에 "인장 응력"이 존재하는 경우 발생합니다. 인장 응력은 굽힘 가공 등 소성 가공에 의해 발생합니다. 응력 부식 균열을 방지하려면 고용 화 열처리 소성 가공 후의 잔류 응력을 제거합니다.
입계 부식의 사례는 용접 한 SUS304 제 배관의 열 영향 부에서의 누출 등이 있습니다. 특히 600 ~ 800 ℃의 온도 영역에서 가열되면 크롬 탄화물 Cr 23 C 6 가 입계 석출 인접 부가 크롬 Cr 결핍 상태가되는 것으로, 내식성이 저하됩니다 (그림 1).
그림 1 : 650 ℃에서 2 시간 가열 한 SUS304의 현미경 조직과 탄화물 석출에 의한 입계 부식의 원리
그림 1 : 650 ℃에서 2 시간 가열 한 SUS304의 현미경 조직과 탄화물 석출에 의한 입계 부식의 원리
그림 1 : 650 ℃에서 2 시간 가열 한 SUS304의 현미경 조직과 탄화물 석출에 의한 입계 부식의 원리
입계 부식을 방지하려면 어닐링을 실시합니다. 1,000 ~ 1,150 ℃의 온도 영역에서 가열 후 급냉하여 탄화물을 고용합니다. (그림 2).
그림 2 : 고용 화 처리 (1,050 ℃로 가열 후 수냉) 한 SUS304의 현미경 조직
그림 2 : 고용 화 처리 (1,050 ℃로 가열 후 수냉) 한 SUS304의 현미경 조직
오스테 나이트 계 스테인리스 강을 봄으로 사용하는 경우, 어닐링 (1,000 ~ 1,100 ℃로 가열 후 급냉 (일반적으로는 수냉) 작업) 후 "냉간 압연」나 「인발 가공"을 실시하여 가공 경화시킵니다 . 그러나 가공 경화 한 상태에서는 스프링 특성이 불충분하기 때문에 단시간에 서투르다 버립니다. 따라서 스프링 특성을 개선 할 목적으로 400 ℃ 정도에서 '단련'을 할 것이 일반적입니다.

2. 마르텐 사이트 계 스테인리스 열처리

마르텐 사이트 계 스테인리스 강은 담금질 · 뜨임에 의해 경화하는 유일한 스테인리스입니다. JIS에서는 "13Cr 강 '과'17Cr 강"이 규정되어 있습니다. 내마모성과 동시에 내식성도 요구되는 의료 기계기구 및 식기 플라스틱 금형 등에 많이 사용되고 있습니다.