| 초록 |
내열합금인 고Cr강은 저합금강에 비해 내산화성, 내부식성이 우수하며, 오스테나이트계 강에 비해 비교적 저렴한 가격, 낮은 열팽창계수, 높은 열전도도, 높은 열 피로 저항성 등의 여러 가지 장점을 가지고 있다. 또한, 발전설비들은 주로 용접에 의한 방법으로 서로 연결되고 있는데, 용접시 형성된 불균일한 미세조직의 영향과 이에 기인한 강도의 불일치로 인하여 용접부의 금속학적 평가가 매우 중요한 문제로 인식되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 용접 구조물의 대부분을 차지하고 있는 모재와 용접부의 취약영역인 열영향부의 고온손상평가의 일환으로 고온산화시험을 실시하였다. 본 연구의 목적은 P92강과 P122강의 용접부의 미세조직 및 온도별 산화 특성을 조사함이다. P92강과 P122강은 포물선적 산화거동을 나타내었다. 미세조직별로는 용접재 ＞ 모재 ＞ 열영향부 순으로 내산화성이 크게 나타났다. 열영향부의 산화의 속도가 가장 빠른 이유는 열영향부의 FGHAZ에서의 단범위 확산경로와 석출물 M23C6도 산화 속도를 증가시키는 원인이 되었다고 생각된다. 반면 용접재가 모재에 비해 낮은 산화 속도를 나타내는 주된 원인은 용접재의 조직이 급속 응고되었기 때문으로 사료된다. 주 산화생성물은 Fe2O3이었으며, 높은 Cr량에도 불구하고 Cr2O3층이 검출되지 않은 주된 원인은 Fe2O3층 안에서의 Cr2O3의 용해때문으로 사료된다. P92강의 열영향부의 경우 산화막이 조밀하지 못하고 금속과의 접착력이 약하여, 일부 구간에서 산화막과 기지 사이에 균열이 존재한다. P122강의 경우 모든 미세조직에서 650℃에서 700℃로 온도가 상승함에도 불구하고 산화막의 두께 변화는 매우 적었다. 특히 P122강의 용접재가 모든 미세조직 중에 산화에 가장 강한 조직이었다. 본 연구는 2010년도 지식경제부의 재원으로 한국에너지 기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구과제 (전력산업원천기술 전력선행개발사업; 20101020300460)입니다. |
