[졸업논문][원자공학] 초고온가스로(VHTR) 재료설계 -고온배관용 Alloy 617 특성평가

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소개글
[졸업논문][원자공학] 초고온가스로(VHTR) 재료설계 -고온배관용 Alloy 617 특성평가에 대한 자료입니다.
목차
서론


제 1 장 선진형 원자로용 재료의 개발 현황
제 1 절 선진형 원자로에서 요구하는 재료특성

제 2 절 선진형 원자로 후보재료


제 2 장 재료선정 Alloy 617 : 초내열합금의 ASEM 자료조사


제 3 장 고온배관용 Alloy 617 특성평가

제 1 절 공기 및 헬륨 분위기 크리프 특성평가

제 2 절 Alloy 617의 장시간 크리프 강도예측

제 3 절 고온배관용 Alloy 617의 초고온 피로특성 평가

제 4 절 Alloy 617의 He환경 영향평가


결론

참고문헌

본문내용
(다) 공기 및 헬륨 분위기에서 파단시간에 따른 산화층 두께의 변화

시편의 정중앙을 절단한 후 표면에서 파면까지 연속적으로 촬영하여 형성된 산화물의 두께를 비교하였다. 위 그림에서 보듯이 공기분위기에서 하중변화에 따라 다양한 파단시간을 가지는 크리프 시편의 표면을 나타내었다. 시편의 최외각에 보이는 한 층이 바로 산소와의 반응으로 형성된 Cr-oxide outer oxide layer이다. 응력변화량에 비하여 파단시간의 변화량이 훨씬 크기에 주로 산화시간에 의하여 산화층의 두께가 변화할 것이라고 예상된다. 그림상으로 보았을 때 파단시간이 증가함에 따라서 산화층의 두께는 급격하게 증가하지는 않았으나 표면에 크랙 발생이 증가하여 internal oxide의 양이 다소 증가하였음을 알 수 있다.
헬륨 분위기에서 outer layer 산화층의 두께는 시간에 의하여 급격히 증가하는 양상을 아래 그림에서 알 수 있다. 743시간 이후부터는 outer Cr oxide layer와 internal oxide layer가 모두 시간에 따라 매우 두꺼운 산화층을 형성하는 것을 관찰 할 수 있다.
파단시간에 따른 outer Cr-oxide layer의 변화를 아래 그림에 나타내었다. 공기분위기에서 크리프 시험한 결과는 산화층의 두께는 매우 완만한 속도로 증가하는 것을 알 수 있다. 반대로 헬륨분위기의 경우 최기의 산화층 두께는 3μm이하로 매우 얇으나 크리프 시험이 진행되면서 2000시간 근처에서는 22.5μm로 급속히 증가함을 파악할 수 있다. 이 결과를 통하여 본 실험의 가스 조성이 비록 pure헬륨분위기일지라도 불순물에 의하여 약한 산화 조건임을 알 수 있

다. 일반적으로 약한 산화조건의 헬륨분위기일 경우 Alloy 617의 크리프 수명을 급속히 단축시킨다고 알려져있다. 공기분위기일 경우 공기 중의 높은 산소 농도로 인하여 형성된 Cr-oxide가 stoichiometry에 가까워지게 되며 이로 인하여 치밀한 산화층을 형성하는 것으로 알려져 있다. 즉 산소원자의 공급이 치밀한 산화층을 통과하는 확산속도에 결정되어 parabolic rate law가 나타난다고 Christ 등이 발표한 바 있다. 헬륨의 경우 형성된 산화층이 낮은 산소농도로 인하여 치밀하지 않고 산소의 확산속도가 높을 수 있기에 내부의 Cr과 연속적인 반응으로 두께가 공기분위기일 때보다 증가할 수 있는 것으로 사료된다.

(6) 결론
이 실험을 통하여 Alloy 617의 950℃에서 공기 및 헬륨 분위기에서 크리프 시험을 통하여 고온 크리프 물성에 관한 데이터를 확보하였다. Alloy 617의 크리프 시간-변형곡선 자료를 얻고 공기 및 헬륨분위기에서의 크리프 특성을 비교평가하였다. 크리프 파단된 시편에 대하여는 미세구조를 관찰하여 파면거동을 분석하고 크리프 파단 수명과의 관계를 분석하였다. 또한 950℃에서 수행한 공기 및 헬륨 분위기에서 크리프 실험결과를 미세조직의 관점
참고문헌
⦁원자력수소 핵심기술 개발 07, 08 - 한국원자력원구원 (김용완 외)
⦁Alloy 617의 He환경 영향평가 08 - 한국원자력연구원 (김영도 외)
⦁제4세대 초고온 원자로용 재료기술개발 - 한국과학기술정보연구원 (김환태)
⦁선진형 원자로용 구조재료의 개발현황 - 한국과학기술정보연구원 (이기순)
⦁초고온가스로 설계기술개발 07 - 한국원자력연구원 (이원재, 노재만)
⦁수소생산용 초고온가스로 예비개념 설계 및 요소기술 개발
- 한국원자력연구소 (강흥석, 장종화)
⦁초고온가스로용 초내열합급의 기계적 특성 및 비교 05 - 한국원자력연구소 (김우곤 외)
⦁수소생산용 초고온가스로 예비개념설계 및 요소기술개발에 관한 연구 05
- KAERI (임연수 외)
⦁수소생산에 적합한 제4세대 원자력시스템 초고온가스로 04 - 원자력산업 (장종화)