$LiCl-Li_2O_2$용융염계에서 용융염 취급장치의 구조재료를 위한 평가의 일환으로 오스테나이트 합금인 Fe-base 및 Ni-base 합금의 부식거동을 분위기온도; 650~$725^{\circ}C$, 부식시간: 24~168h, $Li_2O$농도; 3wt%, 혼합가스농도: Ar-10%$O_2$에서 조사하였다. $LiCl-Li_2O_2$ 용융염계에서 Ni-base 합금이 Fe-base 합금보다 높은 내부식성을 나타내었으며, 또한 Fe-base 합금에서 Fe의 함량이 낮고 Ni의 함량이 높은 경우 부식저항성이 증가하였다. 아울러 Fe-base 합금의 부식생성물은 $Cr_2O_3$, $FeCr_2O_4$ Ni-base 합금에서는 $Cr_2O_3$, $NiFe_2O_4$로 나타났다.
$LiCl-Li_2O_2$용융염계에서 용융염 취급장치의 구조재료를 위한 평가의 일환으로 오스테나이트 합금인 Fe-base 및 Ni-base 합금의 부식거동을 분위기온도; 650~$725^{\circ}C$, 부식시간: 24~168h, $Li_2O$농도; 3wt%, 혼합가스농도: Ar-10%$O_2$에서 조사하였다. $LiCl-Li_2O_2$ 용융염계에서 Ni-base 합금이 Fe-base 합금보다 높은 내부식성을 나타내었으며, 또한 Fe-base 합금에서 Fe의 함량이 낮고 Ni의 함량이 높은 경우 부식저항성이 증가하였다. 아울러 Fe-base 합금의 부식생성물은 $Cr_2O_3$, $FeCr_2O_4$ Ni-base 합금에서는 $Cr_2O_3$, $NiFe_2O_4$로 나타났다.
As a part of assessment of the structural material for the molten salt handling system, corrosion behavior of austenitic alloys, Fe-base and Ni-base in the molten salt of $LiCl-Li_2O_2$ was investigated in the range of temperature; 650~$725^{\circ}C$, time; 24- 168h, $...
As a part of assessment of the structural material for the molten salt handling system, corrosion behavior of austenitic alloys, Fe-base and Ni-base in the molten salt of $LiCl-Li_2O_2$ was investigated in the range of temperature; 650~$725^{\circ}C$, time; 24- 168h, $Li_2O$; 3wt%, mixed gas; Ar-10%$O_2$. In the molten salt of $LiCl-Li_2O_2$, Ni-base alloys showed higher corrosion resistance than Fe-base alloys. Fe-base alloy with low Fe and high Ni contents exhibited better corrosion resistance. The scales of $Cr_2O_3$, $FeCr_2O_4$ on Fe-base alloys were showed, and $Cr_2O_3$, $NiFe_2O_4$ on Ni-base alloys were also showed.
As a part of assessment of the structural material for the molten salt handling system, corrosion behavior of austenitic alloys, Fe-base and Ni-base in the molten salt of $LiCl-Li_2O_2$ was investigated in the range of temperature; 650~$725^{\circ}C$, time; 24- 168h, $Li_2O$; 3wt%, mixed gas; Ar-10%$O_2$. In the molten salt of $LiCl-Li_2O_2$, Ni-base alloys showed higher corrosion resistance than Fe-base alloys. Fe-base alloy with low Fe and high Ni contents exhibited better corrosion resistance. The scales of $Cr_2O_3$, $FeCr_2O_4$ on Fe-base alloys were showed, and $Cr_2O_3$, $NiFe_2O_4$ on Ni-base alloys were also showed.
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제안 방법
이러한 가속 산화는 용융염이 고온부품의 합금표면에 필름상으로 부착되었을 때 발생하는 현상으로 산화속도가 대기 중에서보다 훨씬 빠르고 다공성 산화피막이 합금내부로 성장하는 특징을 가지고 있다. 사용후핵연료 차세대 관리공정은 LiCl-Li2O 용융염계에서 산화우라늄이 우라늄 메탈로 환원되는 공정이며, 또한 anode에서 산소가 발생되는 산화성분위기이기 때문에 이러한 공정운전조건에서 용융염 취급 장치재료로서의 최적 재료 도출의 일환으로 기존의 오스테나이트 합금을 선정하여 용융염 LiCl-LiQ계 산화성분위 기 에서 부식시 험을 수행하였다.
0 mm(T)의 크기로 절단한 후 950℃에서 1 시간동안 안정화 처리를 행하였다. 부식시험은 고온 전기로내에 혼합용융염 LiCl-LizO를 MgO 도가니에 넣고 시편을 침적시켜 Ar-10%O2를 주입하는 분위기에서 부식시험을 행하였다. 시편은 부식시험 직전에 에머리 페이퍼 2000까지 연마하여 증류수와 아세톤으로 탈지시킨 후 건조시켜 사용하였다.
시편은 부식시험 직전에 에머리 페이퍼 2000까지 연마하여 증류수와 아세톤으로 탈지시킨 후 건조시켜 사용하였다. 부식환경온도는 650 ~ 725℃를 선택하였으며, 부식시간은 24 ~ 168시간, Li2O의 농도는 3% 무게중량, 혼합가스의 농도는 Ar-10%O2로 부식시 험을 행하였다. 부식시 험 후 시편은 ASTM에 의해 만들어 진 세 척 액으로 초음파 세척하여 부식물을 제거하였으며, 또한 시험 후 scale과 시편의 표면과 단면을 광학현미경, 전자현미경, X선 회절분석기 및 EPMA를 사용하여 관찰 .
부식환경온도는 650 ~ 725℃를 선택하였으며, 부식시간은 24 ~ 168시간, Li2O의 농도는 3% 무게중량, 혼합가스의 농도는 Ar-10%O2로 부식시 험을 행하였다. 부식시 험 후 시편은 ASTM에 의해 만들어 진 세 척 액으로 초음파 세척하여 부식물을 제거하였으며, 또한 시험 후 scale과 시편의 표면과 단면을 광학현미경, 전자현미경, X선 회절분석기 및 EPMA를 사용하여 관찰 . 분석하였다.
, Incoloy 800H, Ni-base 합금; Inconel 600, 601, 690이며, 이들의 화학조성을 Table 1에 나타내었다. 부식시험 시편은 내부결함 제거와 탄화물 분해를 위해 l,150℃에서 1 시간동안 열처리 후 수냉 한 판상을 15(W) X 70(H) X 2.0 mm(T)의 크기로 절단한 후 950℃에서 1 시간동안 안정화 처리를 행하였다. 부식시험은 고온 전기로내에 혼합용융염 LiCl-LizO를 MgO 도가니에 넣고 시편을 침적시켜 Ar-10%O2를 주입하는 분위기에서 부식시험을 행하였다.
대상 데이터
본 연구에 사용한 부식시험재료는 기존 Fe-base 합금; Type 321, 316LN S.S., Incoloy 800H, Ni-base 합금; Inconel 600, 601, 690이며, 이들의 화학조성을 Table 1에 나타내었다. 부식시험 시편은 내부결함 제거와 탄화물 분해를 위해 l,150℃에서 1 시간동안 열처리 후 수냉 한 판상을 15(W) X 70(H) X 2.
성능/효과
A1 은 스케일/금속 계면에 농축되어 스케일 바깥쪽에산소가 농축된 것으로 보아 A1 산화물은 산소이온의 내부확산을 저지하는 보호역할을 하는 것으로보인다. 한편 Ni 원소에 대한 mapping 결과에서 스케일 내에 Ni 성분이 소량 용출되어 고갈된 형태를 보이는데, 이것은 Inconel 601이 Inconel 600보다 큰 무게감소율을 보이는 결과와 비교해 보면 Inconel 6()1은 내부식성 영향에 미치는 Ni 원소의 함유량이 적은 것에 기인한 것으로 판단된다. 따라서 내용융염부식성을 향상시키기 위해서는 일정량 이상의 Ni를 첨가해야 할 것으로 판단된다.
1. Ni-base 합금들이 Fe-base 합금들에 비해 우수한 내부식성을 보였으며, Fe-base 합금들 중에서는 Ni 함량이 상대적으로 높은 Incoloy 800H가 우수한 내부식성을 보였으며, Ni-base 합금들 중에서는 Inconel 600이 가장 우수한 내부식성을 나타내었다.
2. Fe-base 합금의 부식생 성 물은 Cr2O3, FeCr2O4, Ni-base 합금에 서 는 Cr2O3, NiFezd으로 나타났다.
3. Type 321, 316LN의 부식형 태는 입 계부스], Incoloy 800H, Inconel 601, 690의 부식 형 태는 전면부식 , Inconel 600은 국부부식형 태로 나타났다.
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