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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국재료연구원 Korea Institute of Materials Science |
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2016-01 |
과제시작연도 | 2012 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201600011361 |
과제고유번호 | 1415123058 |
사업명 | 산업소재원천기술개발 |
DB 구축일자 | 2016-11-19 |
키워드 | 해수계통.듀플렉스 스테인리스 강.주조품.단조품.PREN 50. |
핵심기술
1) PREN 50급 초내식 주단강 소재 개발
2) PREN 50급 초내식 소재를 이용한 주․단조품 제조기술 개발
최종목표
○ 해수계통의 핵심 부품에 사용되고 있는 ASTM A 743 -CK35MN (23Cr22Ni6Mo) / ASTM A 479-UNS S32050(임계 틈부식온도 : 50℃, 항복강도 : > 330 MPa) 대비 내식성 및 항복강도가 우수하며, 고가의 Ni/Mo을 대폭 저감시켜(22%Ni ➞ 7%Ni) 경제성이 탁월한 PREN 50급 초내식 주단강 소재 및 공정 원천 기술개발
핵심기술
1) PREN 50급 초내식 주단강 소재 개발
2) PREN 50급 초내식 소재를 이용한 주․단조품 제조기술 개발
최종목표
○ 해수계통의 핵심 부품에 사용되고 있는 ASTM A 743 -CK35MN (23Cr22Ni6Mo) / ASTM A 479-UNS S32050(임계 틈부식온도 : 50℃, 항복강도 : > 330 MPa) 대비 내식성 및 항복강도가 우수하며, 고가의 Ni/Mo을 대폭 저감시켜(22%Ni ➞ 7%Ni) 경제성이 탁월한 PREN 50급 초내식 주단강 소재 및 공정 원천 기술개발 (TRL : 5 단계까지)
① 최종특성
- 임계틈부식 온도 : (ASTM G48-F) 60℃
- 항복강도 : > 530MPa
- 캐비테이션 마모 (ASTM G32) : > 40 hour/㎛
② 시제품
- 정밀주조품 : Φ220, 단중 약 30kg
- 사형주조품 : Φ420, 단중 약 60kg, 최대두께 : 120mm
- 단조품 : Channel Flange (OD1,351 X ID855 X H280mm)
개발내용 및 결과
○ PREN 50급 듀플렉스 스테인리스강 및 개발소재에 대한 주조/단조 공정 개발, 시제품 제작
■ 주조재 및 주조공정
[1차년도]
기존소재(PREN 46급)를 이용하여 응고거동에 관한 기초연구
- 과냉도와 결정립 크기 상관관계도 작성
- 고/액 계면의 성분편석 DB 작성
- 응고조건과 제2상 석출물과의 관계규명
[2차년도]
후보소재(PREN 50급)를 이용한 응고 거동에 관한 기초연구
- 과냉도와 결정립 크기 상관관계도 작성
- 고/액 계면의 성분편석 DB 작성
- 응고조건과 제2상 석출물과의 관계규명
[3차년도]
- 시제품 제조를 위한 예비 모의 주조시험(공시재 성능평가)
- 고온재료특성, 열응력해석
■ 단조재 및 단조공정
[1차년도]
기존소재(PREN 36 및 PREN 46급)를 이용하여 석출거동에 관한 기초연구
- 열간성형 Map 작성을 통한 성형성 정량화 평가
- 2상 합금에서의 성형기구 연구
- TCP 상의 평형 및 속도론적 측면에서의 석출거동 연구
[2차년도]
후보소재 (PREN 50급)를 이용한 성형거동 및 TCP상 석출에 관한 기초연구
- 열간성형 Map 작성을 통한 성형성 정량화 평가
- 2상 합금에서의 성형기구 연구
- TCP 상의 평형 및 속도론적 측면에서의 석출거동 연구
[3차년도]
후보소재의 성형공정 변화에 따른 미세조직과 열처리 공정상에서 TCP 상의 석출거동에 미치는 영향 기초연구
- TCP상 석출 site와 morphology 변화 연구
■ PREN 50급 개발소재의 단조/주조 공정설계 및 시제품 제작
- 제품 제조공정 설계연구
* Ingot 제조/단조/열처리
* 용해, 주형설계 및 주조/열처리
- 시제품 특성평가
* 미세조직, 부식, 기계적 특성평가, 열응력평가
기술개발 배경
1) 원자력발전소 해수계통용 초내식 합금 소재 및 부품 개발로 발전설비의 장수명화를 꾀하고 발전 plant 건설 분야의 국제 경쟁력 향상을 도모하며, 국내 유수 기업들이 세계 시장을 선도하고 있는 해수 담수화 설비, 해양 플랜트, 석유화학 설비에 이들 핵심 원천 기술 들을 적용하여 부가가치 창출
2) 국내 발전설비 규격에 반영되어 현재 적용하고 있는 특수한 핵심합금들은 국내 생산 기반이 충분히 형성되어 있지 않아 거의 전량수입(유럽, 미국, 일본)되어 사용되고 있는 상황에서, 환경 규제 강화에 따라 발전설비의 장수명화를 위한 합금의 특성 고도화 요구가 점차 증가하고 있어 국산화가 시급
핵심개발 기술의 의의
막대한 외화를 들여 수입하고 있는 값비싼 국외 소재 및 부품을 대체할 수 있고 더 나아가서는 해외의 길이 열린 원자력발전소의 핵심소재로 수출도 가능하며, 관련 분야(화학 Plant , 발전설비, 환경설비, 조선, 해양Plant, 기타 산업용 기계류 등)의 소재기술을 전세계적으로 선도할 수 있음
적용 분야
초내식성 고성능 합금 소재 및 부품이 요구되는 원자력발전소와 해양플랜트의 해수계통 핵심 기기
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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