| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2014년 가을 (11/27 ~ 11/28, 대전컨벤션센터) |
| 권호 |
20권 2호 |
| 발표분야 |
E. 구조 재료(Structural Materials) |
| 제목 |
고상 접합된 마르텐사이트계 산화물분산강화 강의 고온 기계적 특성 |
| 초록 |
산화물분산강화 (Oxide dispersion strengthened, ODS) 강은 고온 강도, 조사 저항성 및 양립성 등이 우수하여 소듐냉각고속로와 같은 제4세대 미래 원자력시스템의 노심 구조재료로 주목을 받고 있다. ODS 강은 조사 저항성이 우수한 페라이트/마르텐사이트 강 기지에 열적 안정성이 매우 우수한 수 nm 크기의 산화물을 균일하고 고밀도로 분산시켜 고온 크리프 특성과 조사 저항성을 획기적으로 향상시킨 합금으로 주목을 받고 있는 소재이다. ODS 강을 고성능 미래 원자력시스템의 노심 구조부품으로 적용하기 위해서는 우수한 고온강도 특성의 확보뿐만 아니라 구조부품을 제작하기 위한 접합기술 개발도 중요한 이슈 중 하나이다. 그러나 ODS 강을 접합하기 위해 용융-고화 프로세스가 동반되는 기존 용접법을 적용하면 미세 결정립의 조대화와 더불어 균일 분산된 미세 석출물의 응집이 발생하여 접합부에서는 ODS 강 특유의 우수한 고온 기계적 특성을 상실하게 된다. 본 연구에서는 ODS 강과 고상접합부의 고온 기계적 특성 평가를 통하여 미래 원자력시스템 노심 구조부품 소재로서 적용 가능성을 평가하고자 하였다. ODS 강은 합금의 균일성, 생산성 및 재현성을 고려하여 마르텐사이트 상을 가지도록 설계하였으며 기계적 합금화, 열간등방가압 및 열간압연 공정을 통하여 제조하였다. 미세조직분석 결과, 마르텐사이트계 ODS 강은 미세하고 치밀한 침상 기지조직과 함께 직경 10nm 이하의 Y-Ti-O계 복합 산화물이 고밀도로 분산된 미세조직을 가지는 것을 확인하였다. 또한, 이러한 미세조직은 기존의 마르텐사이트 강에 비하여 월등히 우수한 고온인장 및 크리프 강도를 나타나게 하였다. 한편, 확산접합법을 활용하여 ODS 강의 접합을 실시하였으며 접합부의 고온 기계적 특성을 평가하였다. 그 결과, ODS 강의 접합부는 접합결함이 발생하지 않은 양호한 접합계면이 생성되어 모재에 필적하는 우수한 고온 기계적 특성을 나타내었다. 본 연구결과에 의해 마르텐사이트계 ODS 강은 매우 우수한 고온 크리프 특성을 나타내어 미래 원자력시스템과 같은 극한환경에 적용이 가능하며 고상확산접합 기술은 노심 구조부품 제작에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. |
| 저자 |
노상훈1, 최병권2, 김기백1, 강석훈2, 김대환1, 김태규2
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| 소속 |
1한국원자력(연), 2원자력소재개발부 |
| 키워드 |
산화물분산강화 강; 확산접합; 크리프 강도
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| E-Mail |
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