SUS321과 SUS304 스테인리스강의 용접 성능 차이

조성 차이와 용접성에 미치는 영향

SUS304(UNS S30400, EN 1.4301)는 탄소 함량이 최대 0.08%이고 안정화 요소가 없는 18-8 오스테나이트 등급입니다. SUS321(UNS S32100, EN 1.4541)은 탄소 함량의 5배 이상, 일반적으로 0.1-0.8%의 티타늄을 첨가합니다. 용접 열 사이클 동안 SUS304의 탄소는 크롬과 반응하여 결정립 경계에서 크롬 탄화물을 형성하여 크롬을 고갈시키고 입계 부식을 일으킬 수 있습니다. SUS321에서는 티타늄이 우선적으로 티타늄 카바이드를 형성하여 크롬을 보호하고 이러한 경향을 억제합니다.

뜨거운 균열 경향

두 등급 모두 오스테나이트이며 낮은-용융 단계를 분리하여 응고됩니다. 약 1350°C의 낮은 공융 온도로 인해 열 입력이 과도할 경우 용접 금속이 고온 균열에 취약해집니다. 과도한 열 입력은 용접 풀 유동성을 감소시키고 균열 위험을 증가시킵니다. SUS321은 특별한 우려 사항을 추가합니다. 티타늄은 아크에서 쉽게 산화되어 용접 인성을 감소시키는 산화 티타늄 개재물을 형성하므로 고순도-차폐 가스가 필수적입니다.

용접 조인트의 고온 성능-

SUS304 용접물의 권장 최대 사용 온도는 약 600°C이며, 그 이상에서는 입자 성장이 크리프 강도를 감소시킵니다. SUS321에 티타늄을 첨가하면 크리프 저항성이 향상되어 최대 약 700°C까지 서비스가 가능하고 500-700°C에서 접합 안정성이 향상됩니다. 이로 인해 SUS321 용접물은 석유화학 및 고온 공정 플랜트에서 선호됩니다.

충전재 선택

프로세스	SUS304 필러	SUS321 필러
SMAW	E308-16, E308L-16	E347-16, E321-16
GTAW/TIG	ER308, ER308L	ER347, ER321

니오븀{0}} 안정화 E347/ER347은 니오븀이 티타늄보다 아크를 통해 더 안정적으로 전달되기 때문에 SUS321에 선호되는 경우가 많습니다.

용접 공정 매개변수

두 재료 모두 낮은 열 입력이 필요합니다. 즉, 낮은 전류와 빠른 이동 속도를 의미하여 입자 조대화 및 열간 균열을 제한합니다. 차폐를 위해 99.99% 이상의 고순도 아르곤을 사용하세요. SUS321의 경우 티타늄의 산화 민감도가 높기 때문에 용접 풀을 보호하기 위해 더 짧은 아크 길이(약 1~3mm)와 더 빠른 이동이 필요합니다. SUS304의 경우 민감화를 방지하기 위해 패스간 온도를 일반적으로 150°C를 초과하지 않도록 제어하십시오.

사후-용접열처리(PWHT)

SUS304 용접물에는 일반적으로 PWHT가 필요하지 않습니다. 공격적인 부식 환경에서는 급속 냉각과 함께 약 1050°C에서 용체 어닐링을 수행하여 내식성을 회복합니다. SUS321 용접물은 천천히 냉각하면서 900~950°C에서 안정화 처리를 하여 티타늄이 잔류 탄소와 결합하고 입계 부식 위험을 제거할 수 있습니다.

FAQ

1. 어느 등급이 용접하기 더 쉽나요?

SUS304는 보호가 필요한 안정화 요소가 없기 때문에 더 간단합니다. SUS321은 티타늄 산화를 방지하기 위해 더 엄격한 차폐가 필요합니다.

2. SUS321에 E347 필러를 권장하는 이유는 무엇입니까?

니오븀은 용접 금속의 탄소를 안정화시키고 티타늄보다 아크 전체에 더 안정적으로 전달됩니다.

3. SUS321에는 PWHT가 필요합니까?

일반적으로는 그렇지 않습니다. 900-950°C에서의 안정화는 최대 내식성이 요구되는 경우에만 적용됩니다.

4. 어떤 보호 가스가 필요합니까?

SUS321의 경우 약 1~3mm의 짧은 호를 갖는 99.99% 이상의 고순도 아르곤입니다.

5. SUS304 용접물을 700°C에서 사용할 수 있습니까?

권장되지 않습니다. SUS304는 약 600°C까지 제한되고 SUS321은 약 700°C까지 적합합니다.

6. 입계부식이란 무엇입니까?

용접 또는 고온 노출 중 탄화물 석출로 인한 크롬 고갈로 인해 결정립 경계에 국부적으로 공격이 발생합니다.-