이종금속 용접에 사용되는 ER309L 용접금속의 기계적 성질에 미치는 후열처리의 영향

Effect of PWHT on the Mechanical Properties of ER309L Weld Metal for Dissimilar Metal Welding

탄소강과 스테인리스강을 이종 용접 시 STS309(L)소재를 용접재료로 널리 사용하고 있다. 통상적으로 오스테나이 트계 스테인리스강은 예민화 현상으로 인해 용접 후에도 잔류 응력을 제거하기 위한 열처리를 실시하지 않는다. 하지만 탄소강과 스테인리스강 이종 접합 시 탄소강에서의 용접으로 인한 열응력을 제거하기 위해 용접 후 열처리를 실시하게 되는데, 이러한 후열처리로 인해 스테인리스강에서도 열처리가 되어 스테인리스강의 성질을 열화시키게 된다. 따라서 본 연구에서는 각기 다른 시간으로 후열처리를 진행했을 때 페라이트 체적분율, 페라이트 넘버, 기계적 성질등을 확인하여 최대 몇 시간까지 후열처리가 가능한지 알아보고자 하였다. 후열처리 시간에 증가함에 따라 화학성분의 변화는 없었으나 인장강도 증가, 연신율 및 페라이트 넘버가 감소하는 것을 알 수 있었다.

STS309(L) is widely used as a welding material for dissimilar welding of carbon steel and stainless steel. In general, austenitic stainless steel does not perform post-weld heat treatment (PWHT) to relieve thermal stress even after welding due to a sensitization. However, in the case of dissimilar joints between carbon steel and stainless steel, PWHT is often performed to relieve the thermal stress resulting from welding in carbon steel. Nevertheless, the stainless steel side may be subjected to heat treatment during PWH, leading to a deterioration in the mechanical properties of the stainless steel. Therefore, in this study, we investigated the effects of PWHT duration on the ferrite volume fraction, ferrite number, and mechanical properties. Through this, we aimed to determine the maximum post-heat treatment duration. The chemical composition did not change with an increase in the post-heat treatment time; however, the elongation and ferrite number decreased, and the tensile strength increased.