사 업 계 획 요 약 과 제 명 응력부식균열저감을 위한 스테인리스 육각바 제조기술 개발 주 관 기 관 사업자 과제책임자 참 여 기 업 주 사업자 대 표 자 사 업 구 분 첫걸음 기술개발 도약 기술개발 개 발 기 간 년 월 일 년 월 일 개월 사 업 비 정부지원금 천원 기업부담금 천원 합 계 천원 현금 현물 소계 기술개발 목표 본 과제의 기술개발 최종목표는 응력부식균열 저감을 위한 스테인리스 육각바 제조 기술 개발임 세부내용은 스테인리스 육각바 및 커플러 응력부식균열 발생기구 규명 잔류응력 저감을 위 한 스테인리스 육각바 제조 기술 개발 스테인리스 육각 커플러 시생산 및 제품 신뢰성 평가임 기술개발 내용 및 방법 스테인리스 육각바 및 커플러 응력부식균열 발생기구 규명 분석을 통한 기존 스테인리스 육각바의 잔류응력 평가 응력부식균열 저감을 위한 인장 잔류응력 한계치 도출 잔류응력 저감을 위한 스테인리스 육각바 제조 기술 개발 인장실험을 통한 스테인리스 소재 의 탄소성 물성평가 잔류응력 저감을 위한 육각바 다단패스 형상인발공정 패스스케줄 설계 스테인리스 육각바 및 커플러 시제품 제작 및 신뢰성 평가 다단패스 형상인발공정을 통한 육각바 밀 육각 커플러 시제품 제작 신뢰성 평가 기술개발시 예상효과 기대효과 응력부식균열저감 스테인리스 육각바 형상인발성형기술 확보 스테인리스 형상인발성형공정 기술확보에 따른 고품질 제품 생산 및 기업 신뢰성 향상 응력부식균열저감 스테인리스 육각바 제조에 따른 기업 매출 확대 특수강 일본 억 천만원 연 품목당 응력부식균열저감 육각바 제조기술에 대한 원천기술확보 다양한 치수의 육각 커플러 제조를 위한 육각바 제조기술에 활용
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사 업 계 획 요 약
과 제 명 응력부식균열저감을 위한 스테인리스 육각바 제조기술 개발
주 관 기 관 사업자 과제책임자
참 여 기 업 주 사업자 대 표 자
사 업 구 분 첫걸음 기술개발 도약 기술개발
개 발 기 간 년 월 일 년 월 일 개월
사 업 비
정부지원금천원
기업부담금 천원 합 계천원현금 현물 소계
기술개발 목표
본 과제의 기술개발 최종목표는 응력부식균열 저감을 위한 스테인리스 육각바 제조 기술 개발임
세부내용은 스테인리스 육각바 및 커플러 응력부식균열 발생기구 규명 잔류응력 저감을 위
한 스테인리스 육각바 제조 기술 개발 스테인리스 육각 커플러 시생산 및 제품 신뢰성 평가임
기술개발 내용 및 방법
스테인리스 육각바 및 커플러 응력부식균열 발생기구 규명
분석을 통한 기존 스테인리스 육각바의 잔류응력 평가
응력부식균열 저감을 위한 인장 잔류응력 한계치 도출
잔류응력 저감을 위한 스테인리스 육각바 제조 기술 개발
인장실험을 통한 스테인리스 소재 의 탄소성 물성평가
잔류응력 저감을 위한 육각바 다단패스 형상인발공정 패스스케줄 설계
스테인리스 육각바 및 커플러 시제품 제작 및 신뢰성 평가
다단패스 형상인발공정을 통한 육각바 밀 육각 커플러 시제품 제작 신뢰성 평가
기술개발시 예상효과 기대효과
응력부식균열저감 스테인리스 육각바 형상인발성형기술 확보
스테인리스 형상인발성형공정 기술확보에 따른 고품질 제품 생산 및 기업 신뢰성 향상
응력부식균열저감 스테인리스 육각바 제조에 따른 기업 매출 확대
특수강 일본 억 천만원 연 품목당
응력부식균열저감 육각바 제조기술에 대한 원천기술확보 다양한 치수의 육각 커플러 제조를
위한 육각바 제조기술에 활용
Ⅰ 연구개발 과제 계획
기술개발의 개요
개발대상기술의 개요 및 필요성
응력부식균열
스테인리스강 은 우수한 내부식성 때문에 부식 환경용 기계부품에 많이 사용되고 있
음 그러나 응력부식균열은 주로 스테인리스강과 같이 내부식성이 우수한 고합금강 재료에 나타나며
설계응력보다 낮은 응력에서 일어나기 때문에 실적용시 큰 문제를 야기함
특히 스텐인리스의 경우 부품 제조공정 시 발생하는 잔류응력만으로도 응력부식균열이 발생하기 때
문에 이를 저감할 수 있는 제조 기술의 개발이 요구됨
응력부식균열은 재료와 수분과의 상호작용에 의한 부식과 구조재에 존재하는 인장응력이 중첩되어
발생하며 이러한 응력부식의 주요원인은 다음과 같음
□ 재료 인자
스테인리스강 응력부식균열의 재료 원인은 주로 입계근방의 결핍층의 형성에 의하여 입계에 연한
국소영역에서 내식성 저하에 기인함 입계부의 이 탄소와 반응하여 탄화크롬으로 석출함으로써 고
용하는 농도가 저하됨
□ 응력 인자
응력인자는 제조 공정 시 발생하는 인장응력에 의해 발생 내식성이 우수한 스테인리스강은 표면에
부동태 막이 형성되어 있지만 제조 공정 시 발생하는 잔류 인장응력에 의해 부동태막이 국부적으로
파괴되어 부식 의 침입에 의해 응력부식균열의 기점이 됨 또한 반복적인 부동태막의 파괴와 부식
의 침입에 의해 균열이 성장
그림 스테인리스강의 응력부식균열 발생기구
스테인리스강의 응력부식은 공식 이나 틈부식 처럼 염화물을 포함하는 용액
에서 자주 일어하는데 주로 ℃이상의 온도에서 일어나며 염화물의 농도가 낮아 공식이나 틈부식이
일어나지 않는 환경에서도 일어날 수 있음
응력부식균열을 일으키는 염화물은 일반 자연환경의 물에서 다양한 농도로 존재하며 염소를 포함하
는 개스킷과 단열 재료로부터 발생할 수도 있음 이를 방지하기 위해서는 성형 시 발생하는 잔류응
력을 최소화하고 적정한 온도에서 열처리하여 잔류응력을 제거하거나 이나 과 같은
저탄소함유 스테인리스강을 사용
개발대상제품 커플러용 스테인리스 육각바
본 기술개발과제의 목표 응력부식균열저감 스테인리스 육각바 제조기술개발
스테인리스 육각바 제조공정
① 구출 작업 공정 형상인발 다이스 소재 삽입을 위해 초기 환봉소재의 끝단부 직경감소
롤포밍 공정 적용
② 열처리 형상인발을 위한 스테인리스 환봉 풀림처리 게제물 발생시 불량
② 형상인발공정 스테인리스 환봉을 육각 커플러 너트부와 동일치수로 육각바 제조
육각 커플러의 용도 배관연결용 기계부품으로 내부식성이 요구되는 부품
그림 개발대상제품 스테인리스 육각바 제조
요구사항 재료비 절감과 기계가공을 최소화하기 위해 형상인발된 육각바 치수를 육각 커플러의
너트부 외곽치수와 동일해야 함 치수공차
요구사항 육각바는 풀림처리된 원형 봉재를 육각단면형상을 가진 인발다이스를 통과시켜 단면형
상을 성형 일반적인 육각바 형상인발 후 표면에는 인장 잔류응력이 분포함 → 이를 최소화하기 위
해서는 ① 다단패스 형상인발을 통해 적절한 단면감소율을 설정하고 ② 표면의 잔류응력을 최소화
하여야 함 표면 잔류응력 이하
그림 일반적인 인발제품의 응력분포
육각바(Bar)의 요구 사항
육각바 치수 = 육각 커플러 너트부 치수와 동일
치수공차 = ± 0.1
육각바 표면 잔류응력 = 450MPa 이하
(응력부식균열의 원인)
스테인리스 육각 커플러 핵심제조기술 육각육각바 형상인발공정 적용시 발생하는 잔류응력은 사용
환경에서 응력부식균열을 발생시키기 때문에 육각바의 표면 인장 잔류응력을 최소할 수 있는 형상인
