부동태화 & PREN — 재료공학

스테인리스강의 모든 비밀은 보이지 않는 층 하나에 있다: 바로 이다. 강에 최소 약 10,5 %의 이 들어가면, 표면에 몇 나노미터 두께의 산화크롬 층이 저절로 생긴다. 이 층은 치밀하고 밀착력이 좋으며 — 가장 중요한 점 — 자기 치유가 된다: 긁히면 공기 중에서 즉시 새로운 산화크롬이 다시 만들어진다.

이 과정을 라고 한다. 이게 없으면 스테인리스강은 그냥 비싼 구조용강일 뿐이다. 은 구조용강이 녹스는 곳에서 스테인리스강이 반짝반짝 빛나는 이유다.

하지만 이 무적인 건 아니다. 최대의 적은 염화물(바닷물, 제설용 소금, 수영장 물)이다. 염화물은 이 층을 국부적으로 뚫고 — 그러면 이 생긴다. 스테인리스강이 이에 얼마나 잘 견디는지는 간단한 공식으로 가늠할 수 있다: 바로 (Pitting Resistance Equivalent Number, 공식저항지수)이다.

PREN = %Cr + 3,3·%Mo + 16·%N

이 공식이 말하는 건: 만 중요한 게 아니라, 특히 (계수 3,3)과 (계수 16)가 중요하다는 것이다. 몇 가지 예:

• (304): PREN ≈ 18 + 3,3·0 + 16·0,05 ≈ 19 — 일반 대기에는 괜찮지만 염화물에는 부적합.

• (316): PREN ≈ 17 + 3,3·2,2 + 16·0,05 ≈ 25 — 염화물에 훨씬 강함.

• (Duplex 2205): PREN ≈ 22,5 + 3,3·3,1 + 16·0,17 ≈ 35 — 매우 강함, 바닷물용.

• Superduplex: PREN > 40 — 가장 공격적인 염화물 환경용.

경험 법칙: PREN 24 미만 = 염화물이 거의 없는 곳, 24–32 = 해안/약한 염화물, 32 초과 = 바닷물과 공격적 매체.

용접공인 너에게 PREN 공식은 두 배로 유용하다:

1. 재료 선택: 데이터 시트에 의존하는 대신, 스테인리스강이 그 환경을 견딜 수 있는지 스스로 가늠할 수 있다.

2. 용가재 선택: 용가재는 보다 최소한 같거나 더 높은 PREN을 가져야 한다. 316(PREN 25)을 308L 용가재(PREN ~19)로 용접하면, 비드가 약점이 되어 가장 먼저 녹슨다. 그래서 Mo 함유 → Mo 함유 용가재다.

그리고 후: 비드 옆의 템퍼 컬러는 약해진 이다. 이걸 제거(피클링, 연마)하고 다시 부동태화해야 한다 — 그렇지 않으면 바로 거기서 녹슨다.