| 초록 |
핵융합 에너지는 미래 청정 에너지원 후보로써 널리 연구되어 왔으며 최근 들어서는 핵융합로 건설을 위한 기초연구들이 활발하게 이루어지고 있다. 핵융합로 건설을 위한 구조용 소재로는 저방사화강(Reduced-Activation Ferritic/Martensitic steel, RAFM steel), 산화물분산강화강(Oxide-Dispersion Strengthened steel, ODS steel), V합금 등의 다양한 소재들이 연구되어 왔지만 이중에서 대량생산성, 용접성 등을 감안할 때 저방사화강이 가장 유력한 후보재료로 검토되고 있다. 저방사화강은 기존의 화력발전용 T/P91강에 포함되어 있는 고방사형 원소들(Nb, Mo, Ni)을 저방사형 원소들(Ta, W)로 치환하였으며, 노말라이징과 템퍼링 열처리 공정을 통해 템퍼드 마르텐사이트 기지조직을 가지고 있다. 본 발표에서는 저방사화강의 용접열영향부 특성평가 결과에 대해서 소개하고자 한다. 먼저, 용접열영향부에서의 미세조직 변화에 따른 물성변화를 확인하였다. 용접열영향부는 Gleeble simulator를 이용하여 재현하였으며 용접열영향부 peak온도와 용접입열량을 변화시켜 샘플을 제작하였다. 모재의 경우에는 앞서 언급한 바와 같이 템퍼드 마르텐사이트 조직을 갖는 반면에 용접열영향부의 경우에는 마르텐사이트와 δ-페라이트의 조직을 가지는 것으로 확인되었으며, 용접열영향부 peak온도 또는 용접입열량이 증가함에 따라 δ-페라이트의 분율이 증가하였다. 이러한 미세조직 변화에 따라 모재 대비, 용접열영향부는 열위한 충격특성을 보였으며 δ-페라이트의 분율이 증가함에 따라 충격특성은 더욱 저하되었다. 다음으로 용접후열처리(Post Weld Heat Treatment, PWHT) 도중 발생할 수 있는 후열처리 균열감수성을 평가하였다. 후열처리 균열감수성은 Gleeble simulator를 이용한 Stress rupture test를 통해서 평가하였으며 시험 후, Rupture strength와 Reduction of Area(R.A)값을 측정하여 합금별 또는 후열처리 조건별 균열민감도를 정량적으로 비교하였다. 미세조직 분석결과, 입계에 석출되는 M23C6 탄화물의 분율 및 크기가 증가함에 따라 후열처리 균열감수성이 증가하는 것으로 확인되었다. |
