船體 構造用鋼의 海水腐蝕特性에 미치는 壓縮殘留應力의 影響

Abstract

선체 구조용 강으로 사용되고 있는 SAE 5155강의 해수 부식 특성 및 수명향상과 재료강도 개선을 위하여 쇼트피닝 가공을 실시한 쇼트피닝재와 쇼트피닝 가공을 실시하지 않은 언피닝재를 수돗물과 해수환경을 고려한 1% NaCl 수용액 그리고 3.5% NaCl 수용액에 30일, 90일, 180일, 270일 동안 침지 후 무게감소량과 전위변화 등 부식 특성 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 부식속도 및 무게감소량에 있어서는 쇼트피닝재가 언피닝재보다 낮은 수치를 나타내었다. 이는 압축잔류응력의 증가로 인해 부식에 대한 민감성이 감소하였기 때문으로 생각된다. 2. 부식환경에서 쇼트피닝 시험편이 외부 부식 환경에 대한 저항성이 높은 것으로 나타났다. 이는 쇼트피닝 가공 시 재료의 표면에 형성된 압축잔류응력이 부식의 진행에 따라 생성된 성장응력과의 상호작용에 의해 보호피막의 형성시간이 길어져 외부 부식 환경에 대한 모재의 보호기능이 우월해진 것으로 판단된다. 3. 부식에 의한 무게감소량은 쇼트피닝재에 비하여 언피닝재의 감소량이 더 높았으며 감소량의 정도는 3.5% NaCl 수용액에서 가장 크게 나타났으며 다음 1% NaCl 수용액이고 수돗물에서 가장 낮은 감소량을 보였다. 이는 해수의 부식특성으로 NaCl 함량의 영향으로 판단된다. 4. 부식전위는 침지 초기에는 쇼트볼 충돌로 인해 생성된 거친 표면으로 인해 쇼트피닝 시험편이 더 활성화 된 방향의 전위를 형성하였으나 시간이 경과함에 따라 쇼트피닝 시험편은 비활성화 방향으로 언피닝 시험편은 활성화 방향으로 이행하는 양상이 나타났다. 5. 분극시험에 있어서 부식전위는 언피닝 시험편이 쇼트피닝 시험편보다 더 활성화된 -측방향을 나타내었고, 부식전류는 쇼트피닝재가 언피닝재에 비해 더 낮은 전류값을 나타내었다. 이는 쇼트피닝에 의해 모재의 보호층이나 부식피로균열에 대한 저항력을 높여 부식특성이 향상된 것으로 보인다.

The compressive residual stress, which is induced by shot peening process, has the effect of increasing the intrinsic fatigue strength of surface and therefore would be beneficial in reducing the probability of fatigue damage. However, the effect of shot peening in corrosion environment was not knows. Therefore, this research examined the weight reduction and electric potential measure, corrosion surface to measure the corrosion degree of materials after testing the corrosion of SAE 5155 steel which is generally used at the moment in various corrosion environments (3.5% NaCl, 1% NaCl, Fresh water). The difference of the weight loss between shot peening material and unpeening material was big in the beginning of the corrosion, but as time passed by, the difference got smaller and in the end got steady. Corrosion potential, weight loss were investigated from experimental results. From test results, the effect of shot peening on the corrosion characteristics was evaluated. The important results of the experimental study as the effect of shot peened spring steel on the environment corrosion are follows.