This study aimed to address the limitations of traditional plasma nitriding methods by implementing a short-term plasma oxy-nitriding treatment on the surface of AISI 420 martensitic stainless steel. This treatment involved the sequential formation of nitride and oxide layers, to enhance surface hardness and corrosion resistance, respectively. The process resulted in the formation of a 20 μm-thick nitride layer and a 3 μm-thick oxide layer on the steel surface. Initially, the hardness increased by 2.2 times after nitriding, followed by a subsequent decrease of approximately 31 % after oxidation. While the nitriding process reduced corrosion resistance, the subsequent oxidation process led to the formation of a passive oxide film, effectively resolving this issue. The pitting corrosion of the oxide passive film started at 82.6 mVssc, providing better corrosion resistance characteristics than the nitride layer. Consequently, the trade-off between surface hardness and corrosion resistance in plasma oxy-nitrided AISI 420 martensitic stainless steel is anticipated to be recognized as an innovative and comprehensive surface treatment process for biomedical components.

Stainless steel, a type of steel used for high-temperature parts, may cause damage when exposed to high temperatures, requiring additional coatings. In particular, the Cr2O3 product layer is unstable at 1000oC and higher temperatures; therefore, it is necessary to improve the oxidation resistance. In this study, an aluminide (Fe2Al5 and FeAl3) coating layer was formed on the surface of STS 630 specimens through Al diffusion coatings from 500oC to 700oC for up to 25 h. Because the coating layers of Fe2Al5 and FeAl3 could not withstand temperatures above 1200oC, an Al2O3 coating layer is deposited on the surface through static oxidation treatment at 500oC for 10 h. To confirm the ablation resistance of the resulting coating layer, dynamic flame exposure tests were conducted at 1350oC for 5–15 min. Excellent oxidation resistance is observed in the coated base material beneath the aluminide layer. The conditions of the flame tests and coating are discussed in terms of microstructural variations.

In this study, the high-temperature oxidation properties of austenitic 316L stainless steel manufactured by laser powder bed fusion (LPBF) is investigated and compared with conventional 316L manufactured by hot rolling (HR). The initial microstructure of LPBF-SS316L exhibits a molten pool ~100 μm in size and grains grown along the building direction. Isotropic grains (~35 μm) are detected in the HR-SS316L. In high-temperature oxidation tests performed at 700oC and 900oC, LPBF-SS316L demonstrates slightly superior high-temperature oxidation resistance compared to HR-SS316L. After the initial oxidation at 700oC, shown as an increase in weight, almost no further oxidation is observed for both materials. At 900oC, the oxidation weight displays a parabolic trend and both materials exhibit similar behavior. However, at 1100oC, LPBF-SS316L oxidizes in a parabolic manner, but HR-SS316L shows a breakaway oxidation behavior. The oxide layers of LPBF-SS316L and HR-SS316L are mainly composed of Cr2O3, Febased oxides, and spinel phases. In LPBF-SS316L, a uniform Cr depletion region is observed, whereas a Cr depletion region appears at the grain boundary in HR-SS316L. It is evident from the results that the microstructure and the hightemperature oxidation characteristics and behavior are related.

스테인레스 스틸에 대한 합성된 폴리우레탄-에폭시 수지의 기계적 특성은 SEM, FT-IR, 인장특성, 그리고 EIS에 의한 특정질량손실량, 입도분석 등에 의해 물성을 측정하였다. 친환경적인 NATM 도료에 관한 관심이 고조됨에 따라 스테인레스 등의 금속에 코팅하는 무용제 도료를 합성하였다. 폴리올, IPDI, 충진제, 실리콘 계면활성제, 촉매 등이 함유된 기존 중방식수지보다 폴리올, MDI, 충진제, 실리콘 계면활성제, 촉매가 함유되어 합성된 중방식수지의 도료가 온도변화에 따른 인장강도가 증가하였고, 전해성이 높은 용액 속에서 저헝력이 크게 측정되었으며, 내구력과 강도가 양호하였다. 견고한 NATM 수지의 기계적 특성은 가교와 부식환경의 차단력이 증가함에 따라 강도가 증가하였다. 결론적으로 중방식의 가교된 미세조직은 방청코팅이 어려운 스테인레스 스틸 같은 금속물질 코팅에도 좋은 실험 결과를 보여주었다.

The directed energy deposition (DED) process of metal 3D printing technologies has been treated as an effective method for welding, repairing, and even 3-dimensional building of machinery parts. In this study, stainless steel 316L (STS316L) and Inconel 625 (IN625) alloy powders are additively manufactured using the DED process, and the microstructure of the fabricated STS316L/IN625 sample is investigated. In particular, there are no secondary phases in the interface between STS316L and the IN625 alloy. The EDS and Vickers hardness results clearly show compositionally and mechanically transient layers a few tens of micrometers in thickness. Interestingly, several cracks are only observed in the STS 316L rather than in the IN625 alloy near the interface. In addition, small-sized voids 200– 400 nm in diameter that look like trapped pores are present in both materials. The cracks present near the interface are formed by tensile stress in STS316L caused by the difference in the CTE (coefficient of thermal expansion) between the two materials during the DED process. These results can provide fundamental information for the fabrication of machinery parts that require joining of two materials, such as valves.

스테인레스 스틸에 대한 합성된 폴리우레탄-에폭시 수지의 기계적 특성은 SEM, FT-IR, 인장특성, 그리고 EIS에 의한 특정질량손실량, 입도분석 등에 의해 물성을 측정하였다. 친환경적인 중방식 도료에 관한 관심이 고조됨에 따라 스테인레스 등의 금속에 코팅하는 무용제 도료를 합성하였다. 폴리올, IPDI, 충진제, 실리콘 계면활성제, 촉매 등이 함유된 기존 중방식수지보다 폴리올, MDI, 충진제, 실리콘 계면활성제, 촉매가 함유되어 합성된 중방식수지의 도료가 온도변화에 따른 인장강도가 증가하였고, 전해성이 높은 용액 속에서 저헝력이 크게 측정되었으며, 내구력과 강도가 양호하였다. 견고한 중방 식수지의 기계적 특성은 가교와 부식환경의 차단력이 증가함에 따라 강도가 증가하였다. 결론적으로 중방식의 가교된 미세조직은 방청코팅이 어려운 스테인레스 스틸 같은 금속물질 코팅에도 좋은 실험결과를 보여주었다.

SUS hexagonal bar have been widely used to manufacture the hexagonal bolt/nut, adapter and fittings. Raw SUS circular bar is used to make SUS hexagonal bar using drawing system. The purpose of this study is to investigate the characteristics, for instance, such as stress, strain and reduction ratio of area for bar. As the results, it was confirmed that the maximum stresses were occurred at edge of hexagonal bar, thus it could be worked as residual stress of hexagonal bar. The phenomenon of spring back was almost no found in all parts of hexagonal bar. Furthermore it showed that the reduction ratios of area were about mean 26% when SUS circular bar was changed to SUS hexagonal bar in this study.

스테인레스 스틸에 대한 도료수지의 기계적 특성은 SEM, FT-IR, 인장특성, 그리고 [NCO]/ [OH]의 mole %, 입도분석에 의해 측정하였다. 친환경적인 도료에 관한 관심이 고조됨에 따라 스테인레스 스틸 등의 금속에 코팅하는 무용제 도료를 합성하였다. 폴리올, MDI, 충진제, 실리콘 계면활성제, 촉매 등이 함유된 기존 도료수지보다 식물성 오일이 함유된 폴리올, MDI, 충진제, 실리콘 계면활성제, 촉매로 이루어진 합성 도료 수지의 코팅이 내구력과 강도가 양호하였다. 견고한 도료 수지의 기계적 특성은 식물성 오일이 함유된 폴리올로 합성된 폴리우레탄 코팅의 접촉각이 더 컸으며, [NCO]/[OH]의 mole%가 증가함에 따라 강도가 증가하였다. 결론적으로 식물성 오일이 함유된 친환경 도료가 스테인레스 스틸 같은 금속물질의 부식방지용 코팅에 좋은 물질이다.

This study investigated the surface pit corrosion of SS420J2 stainless steel accompanied by intergranular crack. To reveal the causes of surface pits and cracks, OM, SEM, and TEM analyses of the microstructures of the utilized SS420J2 were performed, as was simulated heat treatment. The intergranular cracks were found to have been induced by a grain boundary carbide of (Cr,Fe)23C6, which was identified by SEM/EDS and TEM diffraction analyses. The mechanism of grain boundary sensitization occurred at the position of the carbide, followed by its occurrence at the Cr depleted zone. The grain boundary carbide of (Cr,Fe)23C6 type precipitated during air cooling condition after a 1038 °C solid solution treatment. The carbide precipitate formation also accelerated at the band structure formed by cold working. Therefore, using manufacturing processes of cooling and cold working, it is difficult to protect SS420J2 stainless steel against surface pit corrosion. Several counter plans to fight pit corrosion by sensitization were suggested, involving alloying and manufacturing processes.

연구에서 나노 알루미나와 마그네지아의 첨가에 의한 304 스테인레스 스틸에 170 ℃ 2시간 열 경화시켰다. 레이저유도 분광학에 의한 코팅된 시료를 전하결합 장치와 SEM을 활용한 장치를 설계 하여 시험 측정하였다. 이 결과 나노 알루미나와 마그네지아가 함유된 세라믹 코팅이 나노 무기화합물이 함유되지 않은 시료보다 부착성, 내스크래치성이 우수하였으며, 또한 산용액속에서 시료의 질량감소의 변화가 매우 작았다. 그리하여 본 연구는 304 스테인레스 스틸의 내부식성을 개선하기 위해 시료가 코 팅되었으며, 분석공정이 설계되어 고분해능 CCD와 함께 분석되었다. 요즈음, 스테인레스 스틸의 코팅은 산업에 특이응용이 발전됨에 따라 위생학, 우주항공, 기기장치, 관측 등의 분야 등에 산업적 요구가 증 가되고 있다.

합성된 스테인레스 스틸에 대한 NATM(New Austria Tunnel Method) 수지의 기계적 특성은 SEM, FT-IR, 인장특성, 그리고 [NCO]/[OH]의 mole %, 입도분석에 의해 측정하였다. 친환경적인 NATM에 관한 관심이 고조됨에 따라 스테인레스 등의 금속에 코팅하는 무용제 도료를 합성하였다. 폴리올, IPDI, 충진제, 실리콘 계면활성제, 촉매 등이 함유된 기존 NATM수지보다 폴리올, MDI, 충진제, 실리콘 계면활성제, 촉매, 가교제가 함유되어 합성된 NATM 수지의 도료가 내구력과 강도가 양호하였다. 견고한 NATM 수지의 기계적 특성은 가교와 [NCO]/[OH]의 mole%가 증가함에 따라 강도가 증가하였다. 결론적으로 NATM의 가교된 미세조직는 스테인레스 스틸 같은 금속물질 코팅에 좋은 물질이다.

미세 조직은 SEM, FT-IR 스펙트라, 인장특성, 그리고 [NCO]/[OH]의 mole %, 입도분석에 의해 측정하였다. 친환경적인 NATM에 관한 관심이 고조됨에 따라 스테인레스같은 금속코팅에 더욱더 중요한 열경화 무용제 수지를 합성 하였다. 이 수지는 일반적 도료와 비교하여 매우 강도가 강하고 내구성이 매우 좋다. 폴리우레탄 수지는 폴리올, IPDI, 실리콘 계면활성제, 촉매, 충전제로 구성된다. 폴리우레탄 화합물은 가교제가 첨가된 수지가 가교제가 첨가되지 않은 수지보다 물성이 우수함을 나타냈다. 견고한 폴리우레탄 도료의 기계적 특성은 [NCO]/[OH]와 가교제가 증가함에 따라 강도가 증가하였다. 합성한 도료의 물성 향상은 스테인레스 산업뿐만 아니라 다양한 산업에서 폴리우레탄 고분자 수지가 강구조물의 보수보강에 많은 응용이 기대된다.

염분분위기에서의 부식은 사용후핵연료의 중간저장 기간 동안 304 스테인레스 강재 건식저장용기의 주 열 화기구들 중 하나다. 본 연구에서는 감소정도가 서로 다른 냉연 304 스테인레스 강 시편들에 0.5wt.%의 염화 나트륨 연무를 분사시키면서 느린 변형속도시험(SSRT)과 중성염 분사시험(NSS)을 85℃와 200℃에서 수행하 였다. 85℃에서 2000 시간 동안 시험한 NSS시편의 무게 변화는 200℃에서 시험한 시편의 무게 변화와 크게 달 랐다. NSS 시편의 85℃에서 무게 감량은 미미하였지만, 냉연 감소율이 증가함에 따라서 무게 변화는 점진적으 로 감소하였다. 85℃와 200℃에서 그리고 염분분사 환경에서 가볍게 냉연 가공된 시편의 SSRT 시험으로부터얻은 항복강도와 극한 인장응력의 값은 공기 중의 값보다 약간 낮았다. 그러나 염분 분위기에서 부식으로 인 한 20% 감소 냉연시편의 강도는 더 이상 변화하지 않았다. 예비결과는 냉연 304 스테인레스 강의 질과 성능이 건식저장용기의 제작을 위한 조건에 맞는다는 것을 증명하였다. 그러나 냉연 스테인레스 강의 장기적인 성능 을 더 잘 이해하기 위해서는 염분분위기에서 이 재질의 부식거동에 관한 더 많은 연구가 필요하다.

The spot weldability of dissimilar metal joints between stainless steels (AISI316) and interstitial free (IF) steels were investigated. This study was aimed to determine the spot welding parameters for a dissimilar metal joint and to evaluate the dissimilar metal joint's weldability, including its welding nugget shape, tensileshear strength, hardness, and microstructure. The fracture surface was investigated by using a Scanning Electron Microscopy (SEM). The experimental results showed that the shape of nugget was asymmetric, in which the fusion zone of the STS316 sheet was larger due to the higher bulk-resistance. The microstructure of the fusion zone was fully martensite. In order to evaluate the microstructure further, dilution of stainless steels were calculated and imposed onto the Schaeffler diagram. The predicted microstructure from the Schaeffler diagram was martensite. In order to confirm the predicted microstructure, XRD measurements were carried out. The results showed that that initial weld nugget was composed of austenite and martensite.

Characteristics of Al-based composites with waste stainless steel short fiber, fabricated by magnetic pulsed compaction and sintering were investigated. The compacts prepared by magnetic pulsed compaction showed high relative density and homogeneous microstructure compared with that by conventional press compaction. The relative density of sintered composites at for 1 h exhibited the same value with compacts and decreased with increase in STS short fiber content. The reaction between Al and STS phase was confirmed by the microstructural analysis using EDS. The sintered composites, prepared by magnetic pulsed compaction, showed increased hardness value with increasing STS fiber content. Maximum yield strength of 100 MPa and tensile strength of 232 MPa were registered in the AI-based composite with 30 vol% STS short fiber.