원자로 압력용기용 Mod. 9Cr-1Mo 강의 두께 방향 깊이에 따른 미세조직 및 기계적 특성 평가

Abstract

Mod. 9Cr-1Mo강은 고온에서의 강도 및 크립 저항성, 미세조직적 안정성 등으로 인하여 차세대 고온가스냉각형원자로의 압력용기용 소재로의 적용성을 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 그러나 대부분의 연구가 두께 수십mm이하의 판재를 이용한 실험실 수준에 머물러 왔으며, 실제 압력용기 수준의 두꺼운 단조재를 이용한 연구는 거의 진행된 바가 없었다. 이에 본 연구에서는 Mod. 9Cr-1Mo 강에 대한 원자로 압력용기용 소재의 적용 가능성을 타진하기 위해서는 후판소재를 이용하여 두께 방향 깊이에 따른 미세조직 및 기계적 특성 차이를 평가하였다. 모든 지점에서 템퍼드 마르텐사이트 조직을 나타내었으며, 1/2T 지점에서는 소량의 델타 페라이트가 국부적으로 관찰되었다. 그리고 표면부와 1/4T 지점에 비해 1/2T 지점에서의 구-오스테나이트 결정립도가 뚜렷하게 증가되었다. 그리고 템퍼링 이후 미세조직을 비교하였을 때, 조대한 구-오스테나이트 결정립을 갖는 1/2T 지점에서 더 많은 lath structure가 유지되고 있었기 때문에, 템퍼링에 의한 lath structure의 회복정도는 구- 오스테나이트 결정립도가 증가함에 따라 지연되는 것으로 평가되었다. 중심부에서 표면부로 갈수록, 상부흡수에너지는 증가하고 천이구간이 넓어지는 경향을 보였으며, 또한 충격천이곡선이 저온쪽으로 이동하여 surface에서의 천이특성이 상대적으로 우수하게 평가되었다. 그리고 surface의 항복강도가 다른 두 지점에 비해 약 30MPa 가량 낮은 것으로 나타났다. 이러한 surface의 우수한 인성과 낮은 강도는 미세한 구-오스테나이트 결정립에 따른 lath structure의 빠른 회복에 기인한 것으로 생각된다.