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Inconel 617 노치시편의 상온 및 고온 인장실험 해석
Analysis of Notched Bar Tensile Tests for Inconel 617 at Room and Elevated Temperatures 원문보기

대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A, 2007 May 30, 2007년, pp.1818 - 1823  

오창식 (고려대학교 기계공학과 대학원) ,  마영화 (중앙대학교 기계공학과 대학원) ,  윤기봉 (중앙대학교 기계공학과) ,  김윤재 (고려대학교 기계공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, notched bar tensile tests of Inconel 617 were performed at room ($20^{\circ}C$) and elevated ($800^{\circ}C$) temperature. Finite element analyses are also performed. It is found that, at the room temperature, smooth bar tensile test results could be used to simu...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 이러한 특성자료들은 대부분 6,70 년대에 수행된 실험결과를 바탕으로 작성된 결과이므로, 앞으로 이 재료를 사용하기 위해서는 검증실험이 이루어져야 한다. 따라서 본 논문에서는 Inconel 617 의 상온 및 고온 인장실험을 통해 인장특성을 관찰하였으며, 실험결과로부터 얻어진 인장물성을 이용하여 유한요소해석을 통한 고온기기설계의 가능성을 살펴보았다.
  • 따라서 800℃ 이상의 초고온에서 재료의 기계적 거동 특성을 평가하기 위해서는 해당 온도범위에서도 안정적으로 온도제어가 가능한 고온시험 시스템이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 이러한 조건들을 만족하는 시스템으로 유도가열로 induction heating system)를 선택하여 제작하였다. 시험의 원활한 수행을 위해 냉각 시스템을 장착하였고, 외부 환경(대기환경, 헬륨 분위기 등)에 의한 기계적 거동 특성의 차이를 관찰하기 위해 챔버(chamber)도 장착하였다.
  • 본 논문에서는 고온 인장실험을 위한 고온 전용 인장시험기를 제작하였다. 이 시험기를 이용하여 Inconel 617 재료의 상온 및 고온 인장실험을 수행하여 재료의 인장특성을 살펴 보았다.
  • 발전소 기기의 유한요소 해석을 수행하기 위해서는 재료의 인장곡선을 얻어야 한다. 이때 노치가 없는 시편의 인장실험으로부터 얻은 인장곡선을 이용하여 발전소 기기의 유한요소 해석이 수행 되는데, 본 논문에서는 특정 기기를 대신하여 노치가 있는 시편의 인장실험 모사를 하였다. Fig.

가설 설정

  • 9 와 같은 진응력-진변형률 곡선을 사용하였다. 이때 파단응력은 Bridgman correction 을 사용하지 않았으며, 넥킹후 진응력-진변형률은 Fig. 9 와 같이 세가지의 경우로 가정하였다. 첫번째는 넥킹후의 진응력을 넥킹의 진응력으로 일정하게 가정한 경우이고, 두번째는 넥킹점과 파단점을 직선으로 연결한 경우이며, 세번째는 넥킹점을 선형적으로 증가시킨후 수정된 넥킹점과 파단점을 직선으로 연결한 경우이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고온환경하에서 사용될어질 수 있는 원전 기기 설계를 위해 이에 적합한 재료 개발이 매우 중요한 이유는? 미래의 에너지 수요의 원자력의 능동적인 대응을 위해 미래형 Gen IV 원전에 대한 연구가 국제적으로 활발히 진행되고 있다. 미래형 원전은 800℃이상의 고온환경에서 작동하며, VHTR(very high temperature reactor)의 경우에는 1000℃까지의 가동온도를 요구한다. 따라서 고온환경하에서 사용될어질 수 있는 원전 기기 설계를 위해 이에 적합한 재료 개발이 매우 중요하다 1,2.
Inconel 617 재료의 특성은? Inconel 617 재료는 Ni 합금으로서 고온 저항서이 뛰어난 재료로 알려져 있다. 예를 들면, 고온에서도 항복응력과 인장강도가 크게 떨어지지 않으며, 크리프 특성도 뛰어나다. 그러나 이러한 특성자료들은 대부분 6,70 년대에 수행된 실험결과를 바탕으로 작성된 결과이므로, 앞으로 이 재료를 사용하기 위해서는 검증실험이 이루어져야 한다.
미래형 Gen IV 원전에 대한 연구가 국제적으로 활발하게 진행되는 이유는? 미래의 에너지 수요의 원자력의 능동적인 대응을 위해 미래형 Gen IV 원전에 대한 연구가 국제적으로 활발히 진행되고 있다. 미래형 원전은 800℃이상의 고온환경에서 작동하며, VHTR(very high temperature reactor)의 경우에는 1000℃까지의 가동온도를 요구한다.
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