철강제품의 영원한 적, 부식과 녹!
오랜시간 각종 산업환경에 노출되다보니 녹에 강한 철강재가 중요합니다.
그런데, 소문에 부식에 강하다고 소문난 스테인레스보다 더 강한 철강재가 있다는데... 들어보셨나요?
스테인레스의 한계를 뛰어넘을 SSAB의 야심찬 신제품 하독스 하이에이스를 소개합니다.
철강제품은 철광석(FeO/Fe2O3/Fe3O4)을 환원시킨 선철(pig iron)에 각종 합금 원소를 첨가, 가공하여 우리가 원하는 특성을 지닌 철강제품으로 만들어집니다. 그런데 오랜시간 자연 방치되거나 각종 산업물을 제조하는 환경에 노출되다보면 흔히 말하는 녹, 산화철로 변하게 되는데요!
그 과정에서 발생하는 철의 부식 생성물은 모상과 결합력이 없어 구조물 두께를 감소시키고, 부식 진전시 적용하중을 지탱할 수 없게 되어 급작스런 파괴 위험성까지 내포합니다. 뿐만 아니라, 부식 적층물 주위에 만들어지는 극심한 부식 분위기와 유속과 관련된 마찰력 등의 응력은 부식 손상을 가속화하여 구조물이나 부품의 사용수명 단축을 일으키게 되죠.
녹과 부식에 강한 재료를 떠올려보면, 아무래도 우리 생활에서 익숙한 스테인레스강(Stainless Steel)이 제일 먼저 떠오르실텐데요.
맞습니다. 스테인레스 제품은 표면층에 부동태막을 형성, 내산화성을 막는 것이 검증되어 각종 산업 현장에서 사용되고 있는 철강제품입니다. 그러나, 금속표면에 기계적 작용과 전기화화적 부식이 동시에 일어나게 되는 경우에는 내식성을 확보할 수 없는 상황이 발생하기도 합니다. 예를 들어, 표면부의 깊은 흠이 파이거나 혹은 부동태막이 파손된 경우에 말이죠!
위의 자료는 스테인레스 제품 304, 316제품과 하독스 하이에이스 제품의 일반적인 물성치와 경도를 비교·분석한 표입니다.
스테인레스의 인장강도는 480~515Mpa, 경도는 190~200 수준에 그친 반면, 하독스 하이에이스의 인장강도는 1400Mpa로 스테인레스의 약 3배 차이나며 경도 또한 450 수준으로 2.25배가 높습니다. 일반적인 대기 상태에서의 내마모 비교 실험도 진행 해 보았는데요, 하독스 하이에이스가 약 2.6배 정도 긴 수명을 지닌 것으로 나타났습니다.
하독스 하이에이스는 유사한 동급 내마모강들 중에서도 안정된 경도와 높은 충격성능을 유지하면서 대기 혹은 산성 분위기에서 자연적으로 발생하는 녹을 지연시키는 기능을 부가한 SSAB의 최신 제품! 그렇다면, 어떤 특징을 가지고 있길래 하독스 하이에이스가 동종 내마모강보다 내식성이 우수할 수 있는 걸까요?! 정답은 하이에이스 제품이 가지고 있는 화학성분에 담겨있습니다.
기존 동일 수준의 경도를 가진 하독스 450 제품과 큰 차이를 보이는 화학성분이 보이시나요?
Cr(크롬), Ni(니켈), Mo(몰리브덴)인데요! 이 중 Cr(크롬)성분이 기존 하독스 450 제품과는 큰 차이를 보이고 있습니다. 물론 이 성분 하나로 내식성을 향상시켰다고 정의하기는 어렵지만, Cr성분은 철강 제품에서 내식성을 향상시키는 중요한 원소라는 것은 틀림없는 사실이죠!
여기서 또 하나, 확신을 가져다 줄 비교자료를 준비 해 봤는데요.
일반적으로 산과 염기의 강도를 나타내는 척도로는 PH(수소이온 농도 지수)수치를 사용하여 그 수용액이 가진 성질을 구분합니다. PH=7을 기준으로 PH수치가 낮을수록 강산성 물질, 높을수록 염기성 물질로 구분하죠.
강산 혹은 강알칼리성에서 녹 발생에 매우 취약한 것으로 알려져 있는 철강제품. 그래서, PH=4~6 수준의 300PP Nacl 수용액에 나무껍질, 모래, 점토 등을 혼합하여 내마모 성능을 비교해봤습니다. 위 테스트 진행결과! 기존 하독스 400보다 거의 2배 이상의 내마모성능, 일반 스테인레스 강재(304 계열)보다 약 20% 이상 우수한 내마모성능을 하독스 하이에이스에서 확인할 수 있었습니다. 이쯤되면 결론을 내릴 수 있겠죠?!
부식에 강한 철강재의 승리자는? 바로, 하독스 하이에이스라는 것을요!
오늘은 하독스 하이에이스의 기본적인 개념과 그에 따른 실험 결과를 알려 드렸습니다!
하독스 하이에이스의 내식성, 정말 대단하지 않은가요?
다음에는 하이에이스의 실제 현장적용 사례를 중심으로 소개 해 드리겠습니다 :)
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인장강도와 경도는 유지하면서, 부식이 덜 되는 철강재를 찾고 있었다면?
하독스 하이에이스가 답입니다!
지금 바로 SSAB로 문의해주세요 :)
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