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2상 스테인레스 주강의 공냉 열처리 적용 가능성
Applicability of Air Cooling Heat-treatment for a Duplex Stainless Steel Casting

김봉환   (한국생산기술연구원 신소재개발본부 신소재공정팀CC0186930  ); 양식   (한국생산기술연구원 신소재개발본부 신소재공정팀CC0186930  ); 신제식   (한국생산기술연구원 신소재개발본부 신소재공정팀CC0186930  ); 이상목   (한국생산기술연구원 신소재개발본부 신소재공정팀CC0186930  ); 문병문   (한국생산기술연구원 신소재개발본부 신소재공정팀CC0186930  );
  • 초록

    The substitution of cooling method from water quenching to air cooling after solution heat treatment was aimed for the development of a convenient and economical heat treatment process of duplex stainless steels without deterioration of mechanical and corrosion resistant properties for the industry. In order to achieve this goal, the mechanical properties and corrosion properties of a ASTM A890-4A duplex stainless steel were systematically investigated as functions of casting condition and cooling method after solution heat treatment. A 3-stepped sand mold and a permanent Y-block mold were used to check the effects of solidification structure and cooling rate after solution heat treatment. The microstructural characteristics such as the ferrite/austenite phase ratio and the precipitation behavior of ${\sigma}$ phase and carbides were investigated by combined analysis of OM and SEM-EDX with an aid of TTT diagram. Hardness and tension test were performed to evaluate the mechanical properties. Impact property at $-40^{\circ}C$ and corrosion resistance were also examined to check the possibility of the industrial application of this basic study. Throughout this investigation, air-cooling method was proved to effectively substitute for water-quenching process after the solution heat treatment, when the duplex stainless steel was sand mold cast with a thickness below 15 mm or permanent mold cast with a thickness below 20 mm.


  • 주제어

    ASTM A890-4A duplex stainless steel .   Solidification structure .   Solution heat treatment .   Cooling method .   Phase ratio .   ${\sigma}$ phase .   Mechanical properties .   Corrosion resistance.  

  • 참고문헌 (11)

    1. R. E. Johansson and H. L. Groth: Conf. Proc. of Duplex Stainless Steels, 'Corrosion Fatigue and Fatigue Data for Duplex Satinless Steels', (1991) 283-294 
    2. J. Glownia, B. Kalandyk and K. Hubner: Materials Characterization, 'Delta ferrite predictions for cast duplex steels with high nitrogen content', 47 (2001) 149-155 
    3. J. S. Kim, C. J. Park and H. S. K: Bul. Kor. Inst. Met. & Mater., 'Corrosion resistance and mechanical properties of duplex stainless steels', 12 (1999) 635-656 
    4. S. B. Kim, K. W. Paik and Y. G. Kim: J. of the Korean Inst. of Met. & Mater., 'Effect of Mo substitution by W on embrittlement characteristics of duplex stainless steels aged at $850^{\circ}C$', 35 (1997) 1593-1601 
    5. N. Lopex, M. Cid and M. Puiggali: Corrosion Science, 'Influence of a-phase on mechanical properties and corrosion resistance of duplex stainless steels', 41 (1999) 1615-163l 
    6. E. Angelini, B. De Benedetti and F. Rosalbino: Corrosion Science, 'Microstructural evolution and localized corrosion resistance of an aged superduplex stainless steel', 46 (2004) 1351-1367 
    7. C. S. Lee, H. S. Shin and D. M. Li: ISIJ International, 'Effects of W addition and heat treatment on corrosion fatigue crack growth behavior of duplex stainless steels', (1997) 1146-1152 
    8. R. A. Lula: Duplex Stainless Steels, ASM (1983) 
    9. T. H. Kang, Y. D. Lee and C. S. Lee: J. of the Korean Inst. of Met. & Mater., 'The effect of alloy composition on the fatigue crack propagation of duplex stainless steels', 36 (1998) 1038-1045 
    10. B. Josefsson, J. O. Nilsson and A Wilson: Conf. Proc. of Duplex Stainless Steels, 'Phase transformations in duplex steels and the relation between continuous cooling and isothermal heat treatment', (1991) 67-78 
    11. J. M. Olive, J. Cwiek and D. Desjardins: Corrosion Science, 'Quantification of the hydrogen produced during corrosion fatigue crack propagation', 41 (1999) 1067-1078 

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