Materials design and processing development proposed in this study, aims at contributing to high wear resistant and friction characteristics. To find wear resistant and friction with inner elbow pipe, it is needed hardness and frictional condition test to be capable of supplying with high Cr casting steel. The result of HTV(heat treatment in vacuum) shows that hardness increased with increasing Cr content in % carbide phase. It was about 7∼10% of hardness improvement compared to original casting elbow pipe. This behavior of the hardness of Cr casting steel was explained by the types of chemical bonds that hold atoms together in Cr carbide phase. Through the friction coefficient and wear loss test, with the increasing of Cr wt% reduction in the coefficient of friction and wear loss.

0.5%C-25.0%Cr-1.0%Si(합금1), 0.5%C-5.0%Cr-1.0%Si(합금2) 및 2.0%C-5.0%Cr-1.0%Si(합금3)의 3종류 크롬백주철에 있어서 기지조직 및 탄화물에 분푀도는 Cr 및 Si의 거동을 연구하였다. 15kg 용량의 고주파 유도용해로에 선철, 고철, Fe-Cr, Fe-Si 등을 장입시켜 용해시킨후 슬래그를 제거시키고 1550˚C에서 펩 주형에 주입시킨후 실온까지 냉각시켜 SEM으로 응고조직을 관찰하였으며 EPMA분석을 통하여 Cr 및 Si 의 분포거동을 관찰하였다. 합금1의 경우 초정으로 δ페라이트가 정출후 δ페라이트와 용액의 입계에서 δ페라이트와 M7C3탄화물이 공정으로 정출하였으며 합금2의 경우 용액에서 초정으로 거의 δ페라이트가 정출된 수 극히 일부분만이 δ페라이트와 M7C3탄화물의 공정으로 정출하였다. 반면 합금 3의 경우 오스테나이트가 초정으로 정출된 후 오스테나이트와 M3C탄화물이 공정으로 정출하였다. Cr은 주로 M7C3 및 M3C탄화물에 , 그리고 Si는 기지조직에 선택적으로 분배되었으며 Cr의 기지조직에 대한 분배계수는 0.56-0.68, 그리고 Si는 1.12-1.28의 범위에 걸쳐있었다. 또한 Cr의 기지조직에 대한 분배계수는 C 함량이 2.0%일때가 0.5%의 경우보다 낮았으며 M7C3탄화물내의 Cr 함량은 Cr함량이 25.0% 일때가 5.0%의 경우보다 높은값을 나타내었다. 나타내었다.

320˚C, 40%NaOH 용액의 autoclave에서 약 300wppm의 탄소를 함유하고 있는 15Cr-9Fe-balanced Ni 합금 판상시편에 대해 응력부식 저항성을 조사하였다. 부식시편은 700˚C, 100시간 동안의 열처리로 합금내부에 석출될 수 있는 가능한 한 많은 양의 크롬계 탄화물을 석출시킨 후, 다시 재용해에 의해 크롬계 탄화물의 형태를 조절하는 800˚C-950˚C범위의 최종열처리를 시행하고 급냉시킨 다음 U-자형으로 응력을 가하여 준비되었다. 최종열처리 온도가 올라감에 따라 시편들의 입계응력부식균열(IGSCC ) 전파속도는 900˚C까지는 거의 직선적으로 증가하다가 950˚C에서는 700˚C에서 얻은 값보다도 더 낮게 감소하였다. 즉, 크롬계 탄화물이 재용해되어 그 밀도가 감소함에 따라 IGSCC저항성이 감소하다가 완전히 재용해된 950˚C 열처리 조건에서 오히겨 가장 큰 IGSCC 저항성을 나타내었다. 이와같은 최조열처리 온도에 따른 니켈계 합금 600의 부식거동은 입계에 존재하는 크롬계탄화물의 형태변화 때문이 아니라 입계에서 탄소-크롬계 탄화물-크롬간의 상평형에 의해 이루어지는 탄소의 입계편석량이 크롬계탄화물이 존재할 때에는 열처리 온도에 따라 증가하다가 그것이 완전히 재용해 되었을 때 가장 낮아지기 때문인 것으로 생각된다.