인하대학교 신소재공학과
Department of Materials Science and Engineering, Inha University, Incheon, 22212, Republic of Korea
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1. LPBF SS316L 소재의 초기 미세조직 관찰 결과, 약 100 μm 크기의 용융 풀 과 building direction을 따라 성장 한 결정립을 관찰할 수 있었다. HR SS316L 소재는 약 35 μm의 등방성 결정립이 관찰되었다. 두 소재들 모두 γ-Fe 단상으로 구성되어 있었다.
2. 700°C에서 산화 시험을 수행한 결과, 두 소재 모두 산 화 초기에 산화 중량이 증가한 후로 추가적인 산화는 관 찰되지 않았으며, 900°C에서는 산화 중량이 포물선 형태 로 증가하였다. 700°C와 900°C에서 LPBF SS316L 소재는 HR SS316L 소재와 비교했을 때 유사하거나 다소 우수한 고온 내산화성을 나타냈다. 두 온도 조건에서 산화층은 주 로 Cr2O3으로 구성되어 있었으며 추가적으로 900°C에서 는 Fe2O3 상이 검출되었다.
3. 1100°C에서 산화 시험을 수행한 결과, LPBF SS316L 소재의 경우 포물선 형태로 산화가 진행되었으며 열간 압 연(HR) 316L 소재는 파손(breakaway) 산화 거동을 보였다. LPBF SS316L과 HR SS316L의 산화층들은 주로 Cr2O3, Fe계 산화물, 스피넬 상들로 구성되어 있었다. 그러나 산 화물이 공정에 따라 다른 형태를 나타내어 연속적인 MnCr2O4 산화층이 생성된 LPBF SS316L의 내산화 특성 이 더 우수하였다.
4. LPBF SS316L 소재의 산화 특성이 더 우수하게 나타 난 것은 높은 전위 밀도에 의해 원소의 확산이 빠르게 발 생했고 이로 인해 안정한 Cr2O3 산화층이 연속적으로 균 일하게 형성되었기 때문인 것으로 판단된다. 반면 HR SS316L 소재는 결정립계를 통한 원소의 확산으로 인해 불 균일한 두께의 산화층을 형성시킴으로써 내산화 특성이 저하된 것으로 사료된다.