온도에 따른 오스테나이트계 내열강의 항복비의 이해
저자
하도현(Do Hyun Ha) ; 오세희(Sae Hee Oh) ; 노영진(Young Jin Roh) ; 김찬중(Chan-Jung Kim) ; 김선진(Seon Jin Kim)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
KDC
550
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
203-203(1쪽)
제공처
일반적으로 내열강의 경우도 온도가 상승함에 따라 인장강도 및 항복강도는 감소한다. 내열강은 통상 500℃ 이상의 온도에서 잘 견디는 강을 의미한다. 따라서 내열강은 500℃ 이상의 온도에서 사용하는 것으로 고온에서 강도가 우수하고, 특히 구조 부재로 사용되기 위해서는 크리프 한도가 높고, 고온 산화 및 부식에 대한 저항성이 우수해야 한다. 내열강이 장시간 동안 고온 고압 등의 극한 환경에 노출될 때 각종 기계적 특성의 현저한 감소를 수반하게 된다. 그럼에도 불구하고 고온환경에서 사용되는 기기 및 플랜트의 효율 향상과 경제성을 위하여 점점 가동 온도를 보다 높게 설정하고 있는 추세에 있다. 특히 내열강 재료 중 700℃ 이상의 초고온에서 사용되는 재료의 경우, 특히 차세대 원자력발전소와 같은 구조물의 구조 부재의 설계에는 그 설계 요구조건을 만족하기 의하여 크리프 한도 및 피로 특성에 대한 엄격한 요구와 이에 관련된 기계적 물성 데이터의 수집 및 평가가 필요하다. 이들 재료의 신뢰성 있는 소재 개발과 설계 기술 개발을 위해서는 고온에서의 물성에 대한 명확한 이해와 데이터의 축적이 요구된다. 항복비란 인장강도에 대한 항복강도의 비(항복강도/인장강도)로 정의되는 개념으로, 0에서 1의 범위를 가지며, 항복비가 크면 클수록 항복강도와 인장강도의 차이가 더 적고, 통상적으로는 소성과 취성이 더 심하게 된다는 것을 의미한다. 즉, 취성재료의 특성을 갖는다고 할 수 있다. 낮은 항복비는 항복에서 소성 불안정까지 변형에 대한 높은 저항을 의미한다. 즉 안전의 관점에서는 낮은 항복비를 가져야 함을 의미한다. 이는 재료의 미세조직과 밀접한 관계가 있는 것으로 보고되고 있다. 또한 항복비는 재료의 기계적 및 파괴 거동과 밀접한 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 재료의 종류에 따라서 혹은 동일 재료도 온도에 따라서 이들 항복비는 항상 일정하지 않을 것으로 기대된다. 항복비에 대한 이해는어떤 재료의 성능을 평가하고 고온에서의 여러가지 특성, 특히 반복 하중의 작용에 의한 반복 변형률반응 거동 등을 평가하는데 유용하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 인장시험 결과에대한 출판된 문헌자료를 조사하여 먼저 오스테나이트계 내열강과 페라이트계 내열강에 대하여 비교 검토하고, 특히 여러 가지의 오스테나이트계 내열강에 대한 온도에 따른 항복비를 결정론적인 개념으로 이해하고자 하였다.
더보기Generally, heat resisting steel refers to the steel with capability of resisting scaling at temperature higher than 500℃. They have got good mechanical properties at this temperature, and especially, for utilization as the structural components of very high temperature reactor (VHTR) system, excellent creep resistance, oxidation resistance and creep-fatigue resistance are required. The present study is to investigate the yield ratio of various austenitic heat resisting steel according to temperature. The main emphasis has been placed on understanding of knowledge on the effect of yield ratio (yield strength/ultimate tensile strength) on the temperature, from the published literature review. The yield ratios of austenitic heat resisting steel (example, 18Cr-12Ni-Mo Stainless Steel) vary 0.35 ~ 0.65 according to the testing temperature. The yield ratios of ferrite steel (example, 1Cr-!Mo-0.25V Steel) vary 0.75 ~ 0.85 according to the temperature. The austenitic heat resisting steel showed lower the yield ratio than the ferrite steel. In austenitic heat resisting steels, the yield ratio was decreased with increasing to 600℃, then increased with increasing to 800℃, and finally decreased with increasing to 1000℃.
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