J. Ocean Eng. Technol. Search

CLOSE


J. Ocean Eng. Technol. > Volume 30(4); 2016 > Article
피스톤 크라운용 단강에 인코넬 718 용접재료로 용접된 용접부의 특성 평가

Abstract

The combustion chamber of a diesel engine is often exposed to a more serious wear and corrosion environment than other parts of the engine because its temperature increases as a result of using heavy oil of low quality. Therefore, repair and built-up welding methods must be performed on worn or corroded parts of the piston crown, exhaust valve, etc. from an economical point of view. In this study, Inconel 718 filler metal was used in repair welding on the groove of a forged steel specimen for a piston crown, along with built-up welding on the surface of another forged steel specimen. Then, the corrosion characteristics of the weld metal zone for the repair welding and the deposited metal zone for the built-up welding were investigated using electrochemical methods in a 35% H2SO4 solution. The deposited metal zone indicated better corrosion resistance than the weld metal zone, showing a nobler corrosion potential, higher impedance, and smaller corrosion current density. It is considered that metal elements with good corrosion resistance were generally included in the filler metal, and these elements were also greatly involved in the deposited meta by built-up welding, whereas the weld metal consisted of metal elements mixed with both the filler metal and base metal elements because of the molten pool produced by the repair welding. Finally, it is considered that the hardness of the weld metal was increased by the repair welding, whereas the built-up welding improved the corrosion resistance of the deposited metal.

1. 서 론

대형선박의 디젤엔진은 육상의 디젤엔진에 비해서 그 규모가 크서 연료소모량이 대단히 크다. 따라서 선박의 총괄 운임비중에서 차지하는 연료비의 비중이 대단히 높기 때문에 경제적인 측면에서 저가의 중유를 사용하게 된다. 이 경우 저가의 중유는 높은 비중과 다량의 불순물이 함유되어 있어 디젤기관에서 연소실 구성 부품인 피스톤 크라운 링 홈의 마멸 증대 및 중유 중에 함유되어 있는 바나듐(V)과 유황(S)에 의한 부식 등(Jeon, 1985)과 연료 분사 시 불완전 연소에 의한 탄화물의 부착 등이 피스톤 크라운의 해드면과 실린더 상부의 폭발면에 부식과 마모 등의 발생을 야기하는 역할을 하고 있다. 따라서 신조선은 연소가스의 높은 압력을 받고 있는 연소실내의 접촉면을 덧살 붙임 용접을, 항해중인 선박의 경우에는 전술한 연소실을 보수 용접을 하여 사용함으로써 장기간의 사용에 따른 경비절감의 이익을 유도하고 있다. 통상 용접으로 제작한 철구조물의 용접 부위에 대한 기계적 특성(Kim et al., 2006; Kim et al., 2000)과 부식(Tsay et al., 1997; Moon et al, 2003; Bilmes et al., 2006) 등에 관한 연구는 많이 발표되고 있으나, 상기한 부품들의 장기간의 내구성을 위해 보수 용접을 할 경우, 이들 용접부위의 기계적 성질과 내식성 비교 평가 등에 대한 연구 결과는 거의 없는 실정이다. 따라서 지난 연구(Moon et al., 2014)에서는 용접 재료 별로 보수 용접을 할 경우, 이들 용접부위의 경도특성과 내식성에 대해서 연구 고찰 한 바 있다. 더욱이 1980년부터 생산하는 선박용 대형 디젤기관의 피스톤 크라운은 열효율을 높이고 연료소비율을 낮추기 위해 압축 압력을 100kgf/cm2로 높이고 압축비를 23까지 올라가게 하고 있다(Kim and Lee. 2013). 따라서 피스톤 크라운은 더욱 더 가혹한 환경 하에서 작동되고 있으므로 피스톤 크라운 표면의 덧살붙임 용접은 더욱 중요하다고 생각된다. 덧살붙임 용접의 경우 두께는 약 12mm에서 22mm까지로 규정하고 있다(ASME, 2001a). 본 연구에서는 단강을 피스톤 크라운용 재질로 이용할 경우, 단강을 용접재료의 시험편 재료로 선정하고 단강재료에 깊이 3.5mm의 홈을 파고 인코넬(Inconel) 718 용접재료로 보수 용접한 용접금속부의 경우와 홈을 파지 않고 모재의 표면에 인코넬 718의 용접재료로 덧살붙임 용접 한 용착금속부의 경우에 대해 각각 경도를 측정하고 그리고 내식성을 전기화학적인 방법으로 평가 하였다. 따라서 고찰한 연구결과는 단강 피스톤을 인코넬 718 용접재료를 이용하여 용접기 가격과 용접 비용이 저렴한 즉 경제적인 측면에서 가장 적합하다고 판단되는 텅스텐 불활성 가스 용접(Tungsten inert gas welding, TIG)을 하였을 경우, 용접금속부와 용착금속부 등에 대한 경도 및 내식성의 차이와 특성을 비교 고찰함으로써 이들 용접부위의 보수용접시에 유익한 간접경험을 제공하는데 큰 도움이 될 것으로 생각된다.

2. 재료 및 실험 방법

2.1 용접재료 및 용접 방법

피스톤 크라운용 단강 재료로 주로 많이 이용하고 있는 Cr-Mo 저합금 내열강을 본 실험의 모재로 사용하였다. 또한, 본 실험에 사용된 용접재료는 인코넬 718(AWS : ERNiFeCr-2, AWS, American Welding Society)(ASME, 2001b)이며, 초기에 용접할 시험편의 모재는 지난 연구에서 실험한 동일규격의 재료 즉 두께 50mm, 폭 260mm, 길이 410mm로 제작하였다. 이들 시험편의 중심부에도 지난 연구와 마찬 가지로 직경 20mm와 깊이 3.5mm의 홈을 판 후 인코넬 718(ϕ : 2.4)의 용접재료를 TIG(Tungsten inert gas)용접으로 직류 역극성 용접을 수행하였으며, 이들로 부터 실험할 시험편을 가로 35mm, 세로 20mm, 두께 10mm의 크기로 기계 가공한 후 용접비드의 용접금속을 모재와 평행하게 바이트에 의해 기계 가공하였다. 한편 같은 크기의 다른 시험편에 직경 약 30mm 높이 약 10mm 이상의 4층 용접 즉 덧살붙임 용접(Built-up welding)을 실시하였으며, 그리고 용접 후에 모재로 부터 용착금속부를 절단 한 후에 직경 30mm 용접 두께 10mm의 원형 모양으로 선반 가공하였다. 이 경우 홈을 파고 인코넬 718의 용접재료로 용접한 경우를 용접금속(WM, Weld metal)부로, 홈을 파지 않고 직경 30mm 높이 10mm의 4층 용접을 하여 가공한 경우를 용착금속(DM, Deposited metal)부로 명명하기로 한다.
Fig. 1은 인위적으로 홈을 판 후에 보수 용접을 한 후 선반 가공한 용접금속부와 홈을 파지 않고 덧살붙임 용접을 하여 선반 가공한 용착금속부의 모습을 각각 나타내고 있다. 그리고 피스톤 크라운용 모재의 화학조성과 기계적 성질, 인코넬 718 용접 재료의 화학조성과 기계적 성질 및 보수 용접과 덧살붙임 용접을 위한 용접 조건을 각각 Table 1, Table 2Table 3에 나타내고 있다.
Fig. 1

Photographs of the test specimen samples with deposited metal (DM) and weld metal (WM)

HOGHC7_2016_v30n4_334_f001.jpg
Table 1

Chemical composition and mechanical property of base metal [wt %]

HOGHC7_2016_v30n4_334_t001.jpg
Table 2

Chemical composition and mechanical property of Inconel 718 filler metal [wt %]

HOGHC7_2016_v30n4_334_t002.jpg
Table 3

Welding condition of TIG welding method by using of Inconel 718 filler metal

HOGHC7_2016_v30n4_334_t003.jpg

2.2 실험 방법

전기화학적 실험을 위하여 보수용접과 덧살용접을 한 시험편은 기계 가공을 한 후 사포 100번에서 2,000번까지 연마한 후, 전기화학적 실험을 위해 노출 면적은 1cm2만을 남기고 나머지 부위는 실리콘 수지로 절연시켰으며, 시험편의 상부 가장자리의 중심부에 구멍을 뚫고 구리선을 연결하여 시험편을 만들어 전기화학적 실험을 수행하게 하였다. 그리고 35% 황산 용액을 시험 용액으로 사용하였으며, 전기화학적인 방법에 의해서 시험편의 분극특성 즉 양극분극곡선과 부식전류밀도 및 부식전위 변화 등을 고찰하였다. 그리고 사이클릭 볼타모그램(Cyclic voltammogram)으로 15 사이클 후의 부식된 표면을 관찰하였다. 그리고 임피던스(Impedance)변화를 관찰하였다. 그리고 원테그사(전기화학 수입전문 업체명: Won. A. Tech)가 수입 판매하는 분극측정(CMS-100) 프로그램을 내장한 장치를 본 실험의 전기화학측정을 위한 장치로 사용하였다.. 또한 불용성양극으로 사용된 대극은 백금을 사용하였으며 기준전극은 SCE(Saturated calomel electrode)전극을 사용하였고, 그리고 시험편을 용액에 침지하여 안정될 때까지의 지연시간(Delay time)은 1,800초로 하였다. 그리고 주사 속도는 1㎷/s,로 하였다. 단, +1.5V ~ −0.5V 영역을 사이클릭선도 측정영역으로 하고 사이클릭선도변화를 측정할 경우 이때의 주사속도는 30㎷/s의 주사 속도로 하였다. 사이클릭선도 측정 후의 표면은 300배 배율의 멀티미디어 영상 현미경(Sometech사, Model: SV35)으로 관찰하였다. 그리고 용접금속과 용착금속으로 수행된 용접된 시험편의 표면의 중심점에서 오른쪽방향으로 측정 간격을 2mm로 하여 그 길이를 10mm까지로 하고 각각 3회식의 경도값을 관찰하고 이들 값의 평균치를 구하였다.

3. 실험 결과 및 고찰

Fig. 2는 인코넬 718 용접봉으로 용접한 경우 용접금속부와 용착금속부에 대해서 시험편의 중심부에서 우측방향으로 2mm 간격으로 측정한 경도 변화를 나타내고 있다. 시험편의 중심부에서는 용착금속부가 용접금속부에 비해서 다소 높은 값을 나타내었으나 우측 방향으로 갈수록 오히려 용접금속부가 용착금속부에 비해서 높은 값을 나타 내었으나, 10mm 지점에서는 거의 같은 값을 나타내었다. 일반 용접의 경우 모재의 영역으로 용접재료의 성분이 확산이동 하거나 경우에 따라서는 용접금속 영역으로 모재의 성분이 이동하여 열영향부의 경도가 낮고 용접금속의 경도가 오히려 높아지는 경우도 있다는 연구 결과도 있다(Ahn et al. 2005; Jones, 1998; Muylder and Pourbaix. 1966; Shin, 1984). 본 연구의 경우 단강의 화학조성은 Cr, Mo 및 Ni이 Table 1에서 알 수 있듯이 각각 0.95%, 0.40% 및 0.06%로 소량의 성분으로 구성 되어 있는데 반하여 인코넬 718 용접 재료의 경우에는 Table 2에서와 같이 17.55%, 2.95% 및 52.6%로 그 성분의 함량이 Table 1에 비하여 많은 양으로 구성되어 있음을 알 수 있다. 그런데 모재의 C 함량은 0.13%로 용접재료의 0.06%보다 많이 함유되어 있음을 알 수 있다. 따라서 용접금속부가 용착금속부에 비해서 경도가 높은 경향은 Cr, Mo 및 Ni의 성분의 영향보다 모재에 다량 함유된 C 성분이 용접금속부로 이동한 후 급랭에 의한 담금질 효과로, 모재의 C 성분의 확산 영향이 없는 용착금속부보다 경도가 높은 값을 나타내는 것으로 생각된다.
Fig. 2

Variation of Vickers hardness of deposited and weld metal zones

HOGHC7_2016_v30n4_334_f002.jpg
Fig. 3은 인코넬 718 용접재료로 용접한 경우 용접금속부와 용착금속부의 조직변화를 나타내고 있다. Fig. 3에서 알 수 있듯이 용접금속의 경우 흰 바탕의 미세하고 균질한 페라이트(Ferrite)와 유사한 조직을 나타나고 있음을 알 수 있으며 용착금속의 경우에는 검은 침상 형태의 펄라이트(Pearlite)와 흰 바탕의 페라이트가 혼재한 조직과 유사한 형태를 나타나고 있음을 알 수 있다. 그런데 용접금속은 용착금속에 비해서 모재의 홈에 용접재료의 용입에 의해서 모재금속과의 혼입과 접촉이 용이하여 응고속도가 빠르므로 결정립이 미세화되고 균질한 조직으로 되는 것으로 생각된다. 그리고 용착금속은 4층 용접으로 인해 용착금속 상호간의 접촉에 의해서 응고속도가 용접금속에 비해서 상대적으로 느리므로 인코넬 718 용가제에 의한 용착금속이 냉각될 경우 γ상(면심입방격자) 기지 중에 규칙격자의 γ′′상(Ni3Nb, D022 격자)을 석출시켜 경화되며 이 경우 γ상과 γ′′상은 고배율의 전자현미경에 의해서만 식별할 수 있으므로(Vander Voort and James, 1985) Fig. 3의 용착금속부에서는 식별하기 어려운 것으로 생각된다. 그러나 냉각속도가 느린 경우 고온으로 부터 Laves 상[Fe2(Nb, Ti, Mo) C14 격자], δ상 및 탄화물[(Nb, Ti)C] 등의 출현(Garcia et al., 1991)에 의한 금속간화합물과 또한 Mo 량이 많으면 M6C(M은 금속성분) 탄화물이 입계에 석출(Muzyka, 1972)되어 외관상 페라이트와 펄라이트 조직이 혼재한 느낌의 거친 형태를 나타내는 것으로 생각된다.
Fig. 3

Variation of microstructures of deposited and weld metal zones (×300)

HOGHC7_2016_v30n4_334_f003.jpg
Fig. 4는 인코넬 718 용접재료로 용접한 경우 용접금속부와 용착금속부의 부식전위 변화를 보여주고 있다. Fig. 4에서 알 수 있듯이 용착금속의 부식전위가 시간의 경과와 함께 점차 높은 방향으로 이행하고 있음을 알 수 있으며 용접금속부의 경우에는 시간의 경과와 함께 점진적으로 낮아지는 경향을 알 수 있다. 그리고 부식전위는 용착금속의 경우가 용접금속부에 비해서 상대적으로 현저하게 높은 값을 보여주는 경향을 나타 내었다. 일반적으로 해수 용액에서는 용존산소의 환원 반응에 의한 농도분극의 증가보다는 염소이온에 의한 산화피막의 파괴에 의해서 저하된 양극분극으로 인해 부식전위는 마이너스 방향으로 이행하는 것으로 추측하며, 부식전위가 낮은 값을 나타내는 경우 내식성 또한 저하되는 것으로 인식하는 경우가 전기화학적인 관점에서 일반적이다. 그런데 본 연구에서는 고 농도의 황산 용액 즉 35% 황산 용액에서 관찰한 부식전위이다. 이 처럼 용액의 농도가 높은 황산 용액에서는 시험편 표면에 존재하고 있는 전위가 낮은 양극에서 발생하는 산화 반응과 함께 전위가 높은 음극에서 발생하는 환원 반응 즉, 수소이온의 환원에 의한 수소 발생 반응(2H+ + 2e → H2)과 높은 황산용액에 존재하는 다량의 수소이온 및 이 용액에 존재하는 용존산소에 의한 환원반응(O2 + 4H+ + 4e → 2H2O)에 의해 부식전위가 형성되므로 이들의 환원 반응에 따른 음극분극이 클 경우 음극지배형의 부식전위가 형성되어 부식전위가 낮아도 오히려 부식속도가 감소할 수 있다. 따라서 전해질의 종류 즉 황산용액에서는 낮은 값의 부식전위를 나타내는 경우도 있으나 반드시 내식성이 상대적으로 좋지 않은 것으로 단 정적으로 판단할 수 없다고 생각된다.
Fig. 4

Time dependence of corrosion potentials of deposited and weld metal zones in 35% H2SO4 solution

HOGHC7_2016_v30n4_334_f004.jpg
Fig. 5는 35% 황산 용액에서 용접금속과 용착금속에 대해 측정한 양극과 음극 분극곡선을 보여 주고 있다. 양극분극곡선 상에서 용착금속의 부동태 전류밀도가 용접금속에 비해서 상대적으로 적은 값을 보여 주고 있다. 그리고 분극곡선 위에 표시된 수직상의 화살표로 표시하는 지점의 전류밀도는 부식전위에서 시작하는 전류밀도이므로 따라서 이 지점에서 교차되는 분극전류밀도는 부식전류밀도에 가까운 값으로 추측할 수 있다고 생각된다.
Fig. 5

Comparison of cathodic and anodic polarization curves of weld and deposited metal zones in 35% H2SO4 solution

HOGHC7_2016_v30n4_334_f005.jpg
부식전류밀도를 구하는 경우 일반적으로 양극 및 음극 분극곡선을 이용하는 경우 Stern-Geary 식(Moon, 1999)을 이용한 다음의 식 (1)과 같이 프로그램에 의한 시뮬레이션에 의해서 부식전류밀도를 정량적으로 관찰하는 구하는 경우가 일반적이다.
HOGHC7_2016_v30n4_334_e901.jpg
  • icor: 부식전류 밀도, i: 공급전류밀도, η: 과전압,

  • βa, βc: 양극 및 음극 타펠기울기

상기한 식 (1)을 이용하여 부식전류밀도를 구하는 경우 분극곡선의 형태에 따라 양극과 음극의 기울기가 변하게 되어 있으므로 구하는 부식전류밀도 값도 변하게 된다. 예를 들면 시험편에 함유된 조성의 변화에 따른 재질의 변화와 측정 속도 및 용액의 유동 등에 따라서 분극곡선상의 기울기는 변하게 되고 결국 프로그램 시뮬레이션에 의해서 구한 부식전류 밀도값도 변하게 되며 이 경우 구한 부식전류밀도는 임피던스, 혹은 사이클릭선도 등의 내식특성과 일치하지 않는 경우가 자주 있음을 경험하게 되었다. 따라서 본 실험결과에서는 Fig. 5에서 수직으로 표시하는 화살표에 대응하는 전류밀도를 근사값의 부식전류밀도로 간주하고 이들 부식전류밀도의 근사값을 Fig. 6에 나타내었다.
Fig. 6

Corrosion current densities of weld and deposited metal zones obtained from cathodic and anodic polarization curves

HOGHC7_2016_v30n4_334_f006.jpg
Fig. 6에서 알 수 있듯이 용착금속의 부식전류밀도가 용접금속부에 비해서 상대적으로 현저하게 적은 값을 나타내고 있음을 알 수 있다. 용접금속부는 인위적으로 홈을 판 후에 일종의 보수용접을 한 경우이며 용착금속은 모재의 표면에 덧살붙임 용접을 한 경우이다. 일반 용접의 경우 모재의 영역으로 용접재료의 성분이 확산이동 하거나 경우에 따라서는 용접금속영역으로 모재의 성분이 이동하여 열영향부의 경도가 낮고 용접금속의 경도가 오히려 높아지는 연구 결과가 보고되고 있다(Ahn et al. 2005; Jones, 1998; Muylder and Pourbaix. 1966; Shin, 1984). 따라서 용접금속은 모재의 성분과 용접봉 재료의 성분이 혼재된 용입상태에 있을 수 있으며 용착금속은 용접재료의 성분이 그대로 보존된 상태로 있을 수 있다고 생각 된다. Table 1Table 2에서 알 수 있듯이 인코넬 718 용접재료의 경우에는 우수한 내식성을 나타내는 Cr, Mo 및 Ni의 함량이 모재에 비해서 다량 함유되어 있으므로 용접재료의 성분이 그대로 함유되어 있는 용착금속이 용접재료의 성분이 모재의 성분과 혼입되어 있는 용접금속에 비해서 내식성이 현저하게 좋은 것으로 생각된다.
Fig. 7은 35% 황산 용액에서 용착금속과 용접금속에 대해 측정한 임피던스변화를 나타내고 있다. 0.01Hz에서 용착금속의 임피던스 값이 용접금속 보다 현저하게 높은 임피던스 값을 보여 주고 있다. 용착금속의 경우에는 우수한 내식성을 나타내는 Cr, Mo 및 Ni의 함량이 용접금속에 비해서 다량 함유되어 있으므로 용착금속의 표면에는 치밀한 산화막이 형성되어 임피던스 값이 용접금속에 비해서 현저하게 높은 값을 나타내는 것으로 생각된다. 지금까지 실험결과에서 내식특성을 나타내는 임피던스 값, 부식전위, 부동태 전류밀도 등의 대소가 부식전류밀도의 근사값의 대소 값과 거의 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다. 즉, 귀한 값을 나타내는 부식전위의 경우, 또한 임피던스 값이 높은 경우 및 부동태전류밀도가 적을수록 부식전류밀도는 적은 값을 나타내었다. 또한 지금까지의 실험결과에서 용접금속은 용착금속에 비해서 경도가 높은 값을 나타내었으며 반대로 내식성은 용착금속이 용접금속에 비해서 우수한 실험결과를 얻을 수 있었다. 결국 운항중인 선박을 보수용접 할 경우에는 용접부가 높은 경도를 나타내고 신조선에서 덧살봍임 용접을 하는 경우에는 용접부가 운항중인 선박의 보수용접에 비해서 내식성이 우수한 경향을 알 수 있다. 따라서 가혹한 부식환경에 노출되어 있는 피스톤 크라운의 경우 덧살붙임 용접이 내구성 측면에서 보수용접보다 유리하다고 생각된다.
Fig. 7

Variation of impedances of deposited and weld metal zones measured in 35% H2SO4 solution

HOGHC7_2016_v30n4_334_f007.jpg
Fig. 8은 분극곡선 측정 후의 부식된 표면의 상태를 비교하여 나타내고 있다. 용접금속과 용착금속 모두 부식생성물의 흡착에 의한 흔적은 없으며 또한 국부부식의 양상은 보이지 않았다. 그리고 용착금속의 표면은 치밀한 형태의 전면부식이 된 느낌이 들며 용접금속의 표면에는 미세한 균열이 전체의 표면에 나타나고 있는 것으로 추측된다. 결국 용접금속의 경우에는 산화성이 큰 즉 이온화 경향이 큰 성분이 선택적으로 부식된 것으로 생각된다.
Fig. 8

Morphologies of corroded surfaces of deposited and weld metal zones after drawing anodic polarization curves

HOGHC7_2016_v30n4_334_f008.jpg
Fig. 9Fig. 10은 35% 황산 용액에서 용착금속과 용접금속에 대해 측정한 첫 번째와 열다섯 번째의 사이클릭선도 변화를 보여주고 있다. 사이클 횟수에 관계없이 선도의 모습은 거의 같은 형태를 나타내고 있다. 그리고 용접금속과 용착금속의 선도 변화도 큰 차이를 보이지 않고 거의 같은 형태를 보여주고 있다. 더욱이 양극분극영역에서는 두 금속 모두 거의 수직형태의 부동태를 나타내는 선도의 모습을 보여주고 있다. 결과적으로 용착금속과 용접금속 모두 30㎷/s의 빠른 주사속도에서는 분극저항의 차이를 보이지 않고 모두 좋은 내식성을 나타내는 것으로 생각된다.
Fig. 9

1st cyclic voltammogram curves of deposited and weld metal zones in 35% H2SO4 solution

HOGHC7_2016_v30n4_334_f009.jpg
Fig. 10

Variation of 15th cyclic voltammogram curves of deposited and weld metal zones in 35% H2SO4 solution

HOGHC7_2016_v30n4_334_f010.jpg

4. 결 론

지금까지 피스톤 크라운 재질용 단강을 모재로 하고 모재의 표면에 인위적으로 홈을 판 후에 인코넬 718 용접봉으로 보수용접한 용접금속과 모재의 표면에 그대로 덧살붙임 용접을 한 용착금속에 대해서 내식 특성과 경도 등을 고찰하여 다음과 같은 결과를 알 수 있었다.
(1) 용접금속은 용착금속에 비해서 모재의 홈에 용접재료의 용입에 의해서 모재금속과의 혼입과 접촉이 용이하여 응고속도가 빠르므로 결정립이 미세화되고 균질한 페라이트 조직과 유사한 형태를 나타 내었으며, 또한 모재의 탄소가 용접금속에 혼입되어 경도가 용착금속에 비해서 다소 높은 값을 나타내었다. 그리고 용착금속은 4층 용접으로 인해 용착금속 상호간의 접촉에 의해서 응고속도가 용접금속에 비해서 상대적으로 느리고 각종 금속간화합물의 출현에 의해서 검은 침상 형태의 펄라이트와 흰 바탕의 페라이트가 혼재한 형태를 나타내고 있음을 알 수 있었다.
(2) 우수한 내식성을 가지는 용접재료의 성분을 그대로 함유하고 있는 용착금속이 용접재료의 성분과 모재의 성분이 혼재되어 있는 용입 상태의 용접금속에 비해서 현저하게 좋은 내식성을 나타내었다.
(3) 임피던스 및 부식전위 값의 특성이 부식전류밀도 값의 대소와 잘 부합되고 있는 것으로 생각된다. 예를 들면, 부식전위가 높은 값을 가질수록 임피던스 값이 큰 값을 나타낼수록 부식전류밀도는 적은 경우 경향을 나타내었다.
(4) 결과적으로 피스톤 크라운 용 단강을 인코넬 718 용접재료로 용접할 경우 보수 용접의 경우에는 경도가 높아지는 경향이 있었으며 덧살붙임 용접의 경우에는 내식성이 크게 개선되는 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 신조선의 덧살붙임 용접이 내구성 측면에서 운항중인 선박의 보수용접에 비해서 유리하다고 생각된다.

References

Ahn, S.H., Jeong, J.H., Nam, K.W.. (Evaluation of Characteristic for SS400 and STS304 Steel by Weld Thermal Cycle Simulation, Journal of Ocean Engineering and Technology, 2005). 19(4):64-71.

American Society of Mechanical Engineers (ASME) Specification for Nickel and Nickel-Alloy Bare Welding Electrodes for Shielded Metal Arc Welding. ASME Boiler & Pressure Vessel Code, SFA-5.11, Identical with AWS specification A5.11/A5. 11M-97 2001a.

American Society of Mechanical Engineers (ASME) Specification for Nickel and Nickel Alloy Bare Welding Electrodes and Rods. ASME Boiler & Pressure Vessel Code, SFA-5.14, Identical with AWS specification A5.14/A5. 14M-97 2001b.

Bilmes, P.D., Liorente, C.L., Saire, Huaman, Gassa, L.M., Gervasi, C.A.. (Microstructure and Pitting Corrosion of 13CrNiMo Weld Metal, Corrosion Science, 2006). 48(10):3261-3270 10.1016/j.corsci.2005.10.009.
crossref
Garcia, C.I., Camus, D.E., Loria, E.A., DeArdo, A.J.. (In: Loria E.A., ed. Microstructural Refinement of As-Cast Alloy 718 Via Thermomechanical Processing. Superalloys 718, 625 and Various Derivatives TMS, 1991). p 925-941.

Jeon, D.H.. (Control of the Corrosion and Anti-corrosion Iljoongsha, 1985). p 426-428.

Jones, D.A.. (Principles and Prevention of Corrosion Original American Edition Prentice-Hal, 1998). p 314.

Kim, J.G., Kang, M.S., Kim, Y.S.. (A Study on Characteristics of Repair Welding for Cast Iron Part of Diesel Engine for Ship, Journal of Ocean Engineering and Technology, 2006). 20(2):41-45.

Kim, M.N., Kim, B.I., Han, J.D.. (A Study of Mechanical Properties of Underwater Wet Welding Electrode, Journal14 of Ocean Engineering and Technology, 2000). 14(4):56-61.

Kim, J.G., Lee, M.H.. (Metal Material of Ship and Its Control Management Dasom Publishing Co., 2013). p 446.

Moon, K.M.. (Practical Electro-chemistry Hyosung Publishing Co., 1999). p 177.

Moon, K.M., Lee, M.H., Kim, K.J., Kim, J.G., Kim, S.J.. (A Study on the Post-Weld Heat Treatment Effect to Mechanical Properties and Hydrogen Embrittlement for Heating Affected Zone of a RE36 Steel, Corrosion Science and Technology, 2003). 2(6):283-288.

Moon, K.M., Kim, Y.H., Lee, M.H., Baek, T.S., Kim, J.G.. (Evaluation of the Corrosion Property on the Welded Zone of Cast Steel Piston Crown with Types of Electrode, Journal of Ocean Engineering and Technology, 2014). 28(4):356-362 10.5574/KSOE.2014.28.4.356.
crossref pdf
Muylder, J.V., Pourbaix, M.. (In: Pourbaix M., Rergomon Press , Cebelcor , eds. Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solution Rergomon Press and Cebelcor, McGraw-Hill Book Publishing Co., 1966). p 260-509.

Muzyka, D.R.. (In: Sims C.T., Hagel W.C., eds. The Metallurgy of Nickel-Iron Alloys. The Superalloys John Wiley & Sons, 1972). p 113-143.

Shin, M.K.. (New Edition Workshop Practice Ah Sung Publishing Co., 1984). p 244-245.

Tsay, L.W., Lin, W.L., Chenct, S.W., Leu, G.S.. (Hydrogen Sulphide Stress Corrosion Cracking of 2.25 Cr-Mo Steel Weldments, Corrosion Science, 1997). 39(7):1165-1176 10.1016/S0010-938X(97)00015-2.
crossref
Vander Voort, G.F., James, H.M.. (ASM Handbook 9 Metallography and Microstructures ASM International, 1985). p 305-329 and 345 Wrought Heat-Resistant Alloys, and Heat-Resistant Casting Alloys.



ABOUT
ARTICLE CATEGORY

Browse all articles >

BROWSE ARTICLES
AUTHOR INFORMATION
Editorial Office
President Office BD Rm. 1302, 13 Jungang-daero 180beon-gil, Dong-gu, Busan 48821, Republic of Korea
Tel: +82-51-759-0656    Fax: +82-51-759-0656    E-mail: ksoehj@ksoe.or.kr                

Copyright © 2019 by The Korean Society of Ocean Engineers. All rights reserved.

Developed in M2community

Close layer
prev next