질문 1: 304 STS 용접 시 용접재료를 308 STS를 사용하는 이유는?
STS 304 모재: 약 18Cr-8Ni
STS 308 용접재료: 약 20Cr-10Ni
설명:
1. 용접부 물성을 이해하기 위해 기본적으로 필요한 개념
1) "용접부는 깨지지 않아야 한다” 라는 기본 개념
2) 용접비드 조직은 주조조직이다; 주조조직은 동일한 화학조성에서는 단련조직(wrought) 보다 물성이 낮고 주조 결함이 있을 개연성이 있다.
3) 탄소강의 경우 용접 열영향부(HAZ)는 냉각속도에 따라 경도가 변한다.
2. 1)을 위해서는 보통 주조 조직인 용접부 강도가 모재보다 약 10% 정도(약 25% 이상까지도 높은 강도를 허용하기도 함) 높게 되도록 설계하며 이를 위해서는 용접재료(용가재)의 합금함량을 모재보다 높게 설계한다. 합금 함량이 너무 높게되면 균열 발생 위험이 높아진다.
3. 탄소 강재의 경우 냉각속도가 빨라지면 경화조직 생성으로 인해 경도가 높아진다.
1) 모재 제조시의 냉각속도 < HAZ의 냉각속도 è HAZ 경도 상승
2) 모재 제조시의 냉각속도 > HAZ의 냉각속도 è HAZ 경도 감소
4. 이런 이유로 인해 STS 304L 모재를 용접할 때 STS 304L 화확조성의 용접재료를 사용하지 않고 Cr과 Ni 함량이 약간 더 높은 STS 308L 용가재를 사용하는 것이다.