[학위논문]9Cr-1W계 페라이트/마르텐사이트 저방사강의 미세조직과 기계적 특성에 미치는 Ta, Ti 복합첨가의 영향 Effect of Addition of Ta and Ti on the Microstructure and Mechanical Properties of 9Cr-1W Reduced Activation Ferritic/Martensitic steels원문보기
핵융합 발전에 사용되는 구조용 강 소재는 고온 및 고압, 중성자 조사 등의 극한의 환경에서 장시간 사용된다. 이에 고강도, 고인성, 내조사성, 저방사성 등의 다양한 특성이 요구된다. 핵융합용 저방사 철강소재로 (8~9)Cr - (1~2)W계에 미량의 Ta가 함유된 고 Cr 강이 전 세계적으로 개발 중이며, 대표적으로 유럽의 Eurofer97, 일본의 F82H가 있다. 본 연구에서는 미세한 MX석출물을 형성하는 Ti 추가가 저방사강의 미세조직과 기계적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 기존 Ta만 함유하는 Eurofer97에 Ta와 Ti를 다양하게 변화시켜 첨가한 Ta, Ti 복합첨가 저방사강의 미세조직과 기계적 특성을 Eurofer97과 비교하였다. 열처리는 1,000℃에서 30분 노말라이징 열처리를 진행한 후, 각각 700℃와 760℃에서 90분 ...
핵융합 발전에 사용되는 구조용 강 소재는 고온 및 고압, 중성자 조사 등의 극한의 환경에서 장시간 사용된다. 이에 고강도, 고인성, 내조사성, 저방사성 등의 다양한 특성이 요구된다. 핵융합용 저방사 철강소재로 (8~9)Cr - (1~2)W계에 미량의 Ta가 함유된 고 Cr 강이 전 세계적으로 개발 중이며, 대표적으로 유럽의 Eurofer97, 일본의 F82H가 있다. 본 연구에서는 미세한 MX석출물을 형성하는 Ti 추가가 저방사강의 미세조직과 기계적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 기존 Ta만 함유하는 Eurofer97에 Ta와 Ti를 다양하게 변화시켜 첨가한 Ta, Ti 복합첨가 저방사강의 미세조직과 기계적 특성을 Eurofer97과 비교하였다. 열처리는 1,000℃에서 30분 노말라이징 열처리를 진행한 후, 각각 700℃와 760℃에서 90분 템퍼링 열처리를 진행하였다. 미량의 Ti를 추가한 시험편의 전체적인 미세조직은 Eurofer97과 큰 차이를 나타내지 않았고, 템퍼드 마르텐사이트와 결정립/팩킷/래스 경계의 상대적으로 조대한 M23C6탄화물과 래스 내부의 미세한 MX석출물로 나타났다. 다만, MX석출물의 경우 Eurofer97에서는 Ta계 TaC석출물, Ta, Ti 복합첨가 시험편에서는 (Ta, Ti) C석출물이 주로 관찰되었다. Ti가 추가된 시험편에서는 균열의 시작점으로 작용하는 M23C6탄화물의 크기가 대체로 작게 관찰되었다. 이는 Ti 추가로 인해 우선적으로 MX가 생성됨으로써 M23C6의 탄화물의 크기가 상대적으로 작은 것으로 판단되었다. 이로 인해 Ta, Ti 복합첨가 저방사강의 기계적 특성, 특히 충격 인성이 향상되었다. 하지만 Ti 첨가량이 증가할수록 M23C6의 탄화물의 크기는 추가적으로 더 감소하나, 충격 인성은 오히려 저하되는 것으로 나타났다. 이는 Ti 함량 증가로 조대한 TiN의 분율이 증가하고, 이로 인해 결정립 크기의 불균일성의 증대로 인해 충격특성이 저하되는 것으로 판단되었다.
핵융합 발전에 사용되는 구조용 강 소재는 고온 및 고압, 중성자 조사 등의 극한의 환경에서 장시간 사용된다. 이에 고강도, 고인성, 내조사성, 저방사성 등의 다양한 특성이 요구된다. 핵융합용 저방사 철강소재로 (8~9)Cr - (1~2)W계에 미량의 Ta가 함유된 고 Cr 강이 전 세계적으로 개발 중이며, 대표적으로 유럽의 Eurofer97, 일본의 F82H가 있다. 본 연구에서는 미세한 MX석출물을 형성하는 Ti 추가가 저방사강의 미세조직과 기계적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 기존 Ta만 함유하는 Eurofer97에 Ta와 Ti를 다양하게 변화시켜 첨가한 Ta, Ti 복합첨가 저방사강의 미세조직과 기계적 특성을 Eurofer97과 비교하였다. 열처리는 1,000℃에서 30분 노말라이징 열처리를 진행한 후, 각각 700℃와 760℃에서 90분 템퍼링 열처리를 진행하였다. 미량의 Ti를 추가한 시험편의 전체적인 미세조직은 Eurofer97과 큰 차이를 나타내지 않았고, 템퍼드 마르텐사이트와 결정립/팩킷/래스 경계의 상대적으로 조대한 M23C6탄화물과 래스 내부의 미세한 MX석출물로 나타났다. 다만, MX석출물의 경우 Eurofer97에서는 Ta계 TaC석출물, Ta, Ti 복합첨가 시험편에서는 (Ta, Ti) C석출물이 주로 관찰되었다. Ti가 추가된 시험편에서는 균열의 시작점으로 작용하는 M23C6탄화물의 크기가 대체로 작게 관찰되었다. 이는 Ti 추가로 인해 우선적으로 MX가 생성됨으로써 M23C6의 탄화물의 크기가 상대적으로 작은 것으로 판단되었다. 이로 인해 Ta, Ti 복합첨가 저방사강의 기계적 특성, 특히 충격 인성이 향상되었다. 하지만 Ti 첨가량이 증가할수록 M23C6의 탄화물의 크기는 추가적으로 더 감소하나, 충격 인성은 오히려 저하되는 것으로 나타났다. 이는 Ti 함량 증가로 조대한 TiN의 분율이 증가하고, 이로 인해 결정립 크기의 불균일성의 증대로 인해 충격특성이 저하되는 것으로 판단되었다.
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