Surface-modification by Al-enrichment and Ni-coating was conducted on stainless steel 316LN to improve its corrosion and carburization resistance in high temperature $supercritical-CO_2$ environment. The Al-enrichment process resulted in phase transformation of the austenitic matrix into ferritic phase, with dispersions of nickel aluminide. Pre-oxidation in He at $900^\circ C$ for 1 h was conducted for some specimens prior to $S-CO_2$ exposure resulting in the formation of an adherent Al-rich oxide under porous Fe-, Al-rich spinel oxides which were prone to spallation. Subsequent exposure to$S-CO_2$environment at $600^\circ C$ (20 MPa) for 500 h resulted in formation of porous Fe-, Al-rich spinel oxides for the non-preoxidized specimen. In both cases, lower weight gains compared to the as-received condition could be noted and no notable oxide growth occurred following the spallation of the porous spinel oxides. In terms of carburization resistance, C enrichment was limited to within the oxide. In the case of Ni-coating, carburization hardly occurred other than slightly at the coating/matrix interface due to defects in the coating layer.
고온 초임계 이산화탄소 환경에서 스테인리스강 316LN의 부식 및 탄화 저항성을 높이기 위해 표면개질 방법이 적용되었다. 표면에 알루미늄을 도포하고 열처리를 적용하였을 때, 오스테나이트 기저가 페라이트로 상변태되는 것과 동시에 니켈 알루미나이드가 분포되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 열처리 이후 고온 헬륨에 (900 oC, 1 h) 예비산화를 하였을 때, Fe-, Al-rich 스피넬 산화막 밑에 접착성이 좋은 알루미늄 산화막이 형성됨을 확인할 수 있었다. 그후 초임계 이산화탄소 환경에 노출을 시켰을 때, 열처리된 시편에는 Fe-, Al-rich 스피넬 산화막이 형성되었으며, 예비산화된 시편은 큰 차이를 보이지 않았다. 두 가지 경우 다 적은 무게 증감을 보였으며, 스피넬 산화막이 떨어진 후에 산화가 일어나지 않음을 관찰하였다. 탄화 저항성 측면에서는, Al-rich 산화막 내부로만 탄화가 진행이 되었다. 표면에 니켈 코팅을 적용하였을 시, 코팅층의 결함에 의한 코팅/기저 계면의 다소 적은 산화 및 탄화 외에는 탄화가 거의 일어나지 않음을 확인할 수 있었다.
