KR101769744B1 - 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 이의 제조방법 - Google Patents

인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101769744B1
KR101769744B1 KR1020160025544A KR20160025544A KR101769744B1 KR 101769744 B1 KR101769744 B1 KR 101769744B1 KR 1020160025544 A KR1020160025544 A KR 1020160025544A KR 20160025544 A KR20160025544 A KR 20160025544A KR 101769744 B1 KR101769744 B1 KR 101769744B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ferrite
tensile strength
martensitic steel
low
temperature
Prior art date
Application number
KR1020160025544A
Other languages
English (en)
Inventor
천영범
강석훈
김기백
한창희
최병권
이창규
정용환
이동원
안무영
박이현
조승연
Original Assignee
한국원자력연구원
한국기초과학지원연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원, 한국기초과학지원연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020160025544A priority Critical patent/KR101769744B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101769744B1 publication Critical patent/KR101769744B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

본 발명은 (a) 합금 조성 원소를 용해한 후 열간 압연하여 열간 압연재를 제조하는 단계; (b) 상기 열간 압연재를 오스테니타이징(Austenitizing) 열처리하는 단계; (c) 상기 오스테니타이징 열처리 온도 보다 낮고 마르텐사이트 변태 온도 보다 높은 온도에서 열간 압연하는 단계; 및 (d) 템퍼링(Tempering) 처리하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계에서 합금 조성 원소는 탄소(C) 0.08 내지 0.12 중량%, 규소(Si) 0.05 내지 0.15 중량%, 망간(Mn) 0.3 내지 0.6 중량%, 크롬(Cr) 8.5 내지 9.5 중량%, 텅스텐(W) 1.0 내지 1.4 중량%, 바나듐(V) 0.1 내지 0.3 중량%, 탄탈륨(Ta) 0.04 내지 0.1 중량%, 질소(N) 0.005 내지 0.02 중량%, 티타늄(Ti) 0.005 내지 0.02 중량%, 지르코늄(Zr) 0.007 내지 0.02 중량% 및 잔부는 철(Fe)을 포함하는 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 이의 제조방법{EDUCED-ACTIVATION FERRITE-MARTENSITE STEEL WITH HIGH TENSILE STRENGTH AND CREEP RESISTNACE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 열간 압연재에 최적화된 열가공 공정을 거친 것을 특징으로 하는 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
핵연료는 핵분열에 의한 에너지의 생산, 핵물질의 증식 및 폐기물의 소멸 등이 진행되는 소듐냉각 고속로의 핵심 요소이다. 따라서, 방사성 핵분열생성물이 밀집되어 있는 핵연료의 안전성은 원자로의 안전성과 직결된다.
핵연료 피복관은 연료심을 밀봉하여 방사성물질의 외부 유출을 방지하는 역할을 하기 때문에, 핵연료 및 원자로의 안전성과 직결되는 가장 중요한 핵연료 부품이다. SFR 핵연료 피복관은 고온 및 고조사량의 가혹한 조건에서 사용된다. 따라서 고온에서 크립 저항성이 우수하고, 높은 중성자 조사량까지 팽윤이 낮으면서, 연성이 유지되는 피복관이 개발되어야 한다. 이의 실현을 위해서는 높은 온도의 냉각재와 높은 중성자 조사량 조건에서 견딜 수 있는 고온/내방사성을 갖으며, 액체 소듐과의 양립성이 우수한 새로운 재료의 개발이 필요하다.
최근, 제4세대 원자로 및 핵융합 원자로 주요부품의 후보재료로서 고온특성이 우수한 재료로 고크롬 함유의 페라이트-마르텐사이트계 강(Ferrite/Martensitic Steel, FMS)이 관심을 받고 있다.
크롬 함량이 8~12 중량% 포함된 고크롬 페라이트-마르텐사이트 강은 오스텐나이트계 스테인레스 강(예, SS316, SS304)에 비해 우수한 열적 특성과 조사 팽윤 저항성 때문에 1970년대부터 고속 중성자(fast neutron)를 이용하는 고속증식로(fast breeder reactor) 노심의 중요한 부품인 핵연료 피복관, 이를 감싸는 랩퍼(wrapper) 또는 덕트(duct)용 재료로 사용되어 왔다. 1960년대 화력발전소용 고온 내열 재료로 개발된 HT9 합금(주요 성분: 12% Cr-1% Mo-0.5% W-0.3% V)은 미국의 고속 증식 실험로인 EBR-II에서 핵연료 피복관 및 덕트 재료로 선정되어 사용되었을 뿐만 아니라 유럽과 일본에서도 고크롬 페라이트-마르텐사이트 강을 고속로의 피복관으로 선정하여 노내 조사시험을 수행하였다. 최근에는 고효율의 제4세대 원자로에서 고크롬 페라이트-마르텐사이트 강이 600℃ 이상의 고온 및 200 dpa 이상의 고방사성 환경에서 사용할 노심부품 재료로 고려되고 있다.
핵융합 원자로 재료개발 프로그램이 본격적으로 시작한 1980년 대 중반에 저방사화(reduced-activation) 강에 대한 개념이 도입되어 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강(RAFMS)에 대한 연구가 본격적으로 추진되었으며, 이때 출발점이 된 재료는 개량 9Cr-1Mo 강으로 알려진 ASTM Gr.91 합금(주요 성분: 9% Cr-1% Mo-0.20% V-0.08%Nb)의 페라이트-마르텐사이트 강이다. 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강은 고속 중성자 조사에 의해 발생하는 장수명 고준위 방사성 물질의 생성을 줄이기 위한 합금원소의 제한이 뒤따랐다. 즉, 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강에서는 몰리브덴, 니오븀, 니켈, 구리, 질소의 첨가를 엄격히 제한했고, 이들 원소 대신에 텅스텐과 탄탈늄의 첨가가 제안되었다. 또한 α-상 안정화 원소인 탄소나 망간의 첨가량의 증가 없이 충격특성에 나쁜 영향을 미치는 δ-페라이트 상의 생성을 억제하는 방안으로 크롬 함량을 7~9%로 줄이는 합금이 선호되었다.
이와 같은 일련의 연구를 통해 일본에서는 F82H 합금(주요 성분: 8% Cr-2.0% W-0.25% V-0.04% Ta)과 JLF-1 합금(주요 성분: 9% Cr-2.0% W-0.25% V-0.05% Ta-0.02% Ti)이 새롭게 개발되었고 유럽에서는 EUROFER-97 합금(주요 성분: 9% Cr-1.1% W-0.20% V-0.12% Ta-0.01% Ti), 미국에서는 ORNL 9Cr-2WVTa(주요 성분: 9% Cr-2.0% W-0.25% V-0.07% Ta)이 개발되었다.
그러나, 핵융합로 구조재의 경우 550℃ 이상의 고온에서 냉각재로 사용되는 헬륨 가스에 의한 압력이 가해진 환경 하에서 가동되기 때문에 고온 크립 저항성이 획기적으로 개선된 구조재의 개발이 절실한 상황이다.
국내공개특허공보 제10-2014-0130590호(2014.11.11)
본 발명은 (a) 합금 조성 원소를 용해한 후 열간 압연하여 열간 압연재를 제조하는 단계; (b) 상기 열간 압연재를 오스테니타이징(Austenitizing) 열처리하는 단계; (c) 상기 오스테니타이징 열처리 온도 보다 낮고 마르텐사이트 변태 온도 보다 높은 온도에서 열간 압연하는 단계; 및 (d) 템퍼링(Tempering) 처리하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계에서 합금 조성 원소는 탄소(C) 0.08 내지 0.12 중량%, 규소(Si) 0.05 내지 0.15 중량%, 망간(Mn) 0.3 내지 0.6 중량%, 크롬(Cr) 8.5 내지 9.5 중량%, 텅스텐(W) 1.0 내지 1.4 중량%, 바나듐(V) 0.1 내지 0.3 중량%, 탄탈륨(Ta) 0.04 내지 0.1 중량%, 질소(N) 0.005 내지 0.02 중량%, 티타늄(Ti) 0.005 내지 0.02 중량%, 지르코늄(Zr) 0.007 내지 0.02 중량% 및 잔부는 철(Fe)을 포함하는 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법 등을 제공한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 (a) 합금 조성 원소를 용해한 후 열간 압연하여 열간 압연재를 제조하는 단계; (b) 상기 열간 압연재를 오스테니타이징(Austenitizing) 열처리하는 단계; (c) 상기 오스테니타이징 열처리 온도 보다 낮고 마르텐사이트 변태 온도 보다 높은 온도에서 열간 압연하는 단계; 및 (d) 템퍼링(Tempering) 처리하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계에서 합금 조성 원소는 탄소(C) 0.08 내지 0.12 중량%, 규소(Si) 0.05 내지 0.15 중량%, 망간(Mn) 0.3 내지 0.6 중량%, 크롬(Cr) 8.5 내지 9.5 중량%, 텅스텐(W) 1.0 내지 1.4 중량%, 바나듐(V) 0.1 내지 0.3 중량%, 탄탈륨(Ta) 0.04 내지 0.1 중량%, 질소(N) 0.005 내지 0.02 중량%, 티타늄(Ti) 0.005 내지 0.02 중량%, 지르코늄(Zr) 0.007 내지 0.02 중량% 및 잔부는 철(Fe)을 포함하는 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로, 상기 방법으로 제조된 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예로, 탄소(C) 0.08 내지 0.12 중량%, 규소(Si) 0.05 내지 0.15 중량%, 망간(Mn) 0.3 내지 0.6 중량%, 크롬(Cr) 8.5 내지 9.5 중량%, 텅스텐(W) 1.0 내지 1.4 중량%, 바나듐(V) 0.1 내지 0.3 중량%, 탄탈륨(Ta) 0.04 내지 0.1 중량%, 질소(N) 0.005 내지 0.02 중량%, 티타늄(Ti) 0.005 내지 0.02 중량%, 지르코늄(Zr) 0.007 내지 0.02 중량% 및 잔부는 철(Fe)을 포함하는 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강으로서, 상기 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 탄화물의 평균입자 크기는 90nm 이하인 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강을 제공한다.
본 발명은 열간 압연재에 최적화된 열가공 공정을 거친 것을 특징으로 하는 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상기 최적화된 열가공 공정에 있어서 오스테니타이징 열처리 후, 상기 오스테니타이징 열처리 온도 보다 낮고 마르텐사이트 변태 온도 보다 높은 온도(구체적으로, 650℃ 내지 750℃)에서 열간 압연을 수행함으로써, 오스테나이트의 입자 조직의 전위 밀도를 높이고, 이를 통해 이후 공냉시 마르텐사이트 변태의 핵생성 자리를 증가시켜 마르텐사이트의 래스(lath) 조직을 미세화함과 동시에, 템퍼링시 미세한 탄화물을 형성시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강은 상온 및 고온에서 기계적 물성, 특히, 고온에서 크립 저항성이 획기적으로 개선된 것을 특징으로 하는바, 핵융합로 블랭킷용 구조재 분야에 적용될 수 있다.
도 1은 실시예 1 및 비교예 1~3에 따른 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법 중 열가공 공정을 보여주는 개략도이다.
도 2는 실시예 1 및 비교예 1~3에서 제조된 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 입자 조직을 관찰하기 위한 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1~3에서 제조된 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 탄화물 형성을 관찰하기 위한 카본 레플리카 시편의 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1~3에서 제조된 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강에 형성된 탄화물의 평균입자 크기를 투과전자현미경으로 측정된 미세조직 사진으로부터 개별 탄화물의 크기를 측정하여 통계적으로 분석한 그래프이다.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1~3에 따른 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 충격 저항성 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1~3에 따른 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 상온 및 고온에서의 인장 강도 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 7은 실시예 1 및 비교예 1~3에 따른 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 고온에서의 크립 저항성 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
본 발명자들은 저방사화 고크롬 페라이트-마르텐사이트 강의 상온 및 고온에서 기계적 물성을 향상시키기 위해 연구하던 중, 열간 압연재에 최적화된 열가공 공정을 거침으로써, 고온에서 크립 저항성을 획기적으로 개선시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
저방사화 페라이트- 마르텐사이트 강의 제조방법
본 발명은 (a) 합금 조성 원소를 용해한 후 열간 압연하여 열간 압연재를 제조하는 단계; (b) 상기 열간 압연재를 오스테니타이징(Austenitizing) 열처리하는 단계; (c) 상기 오스테니타이징 열처리 온도 보다 낮고 마르텐사이트 변태 온도 보다 높은 온도에서 열간 압연하는 단계; 및 (d) 템퍼링(Tempering) 처리하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계에서 합금 조성 원소는 탄소(C) 0.08 내지 0.12 중량%, 규소(Si) 0.05 내지 0.15 중량%, 망간(Mn) 0.3 내지 0.6 중량%, 크롬(Cr) 8.5 내지 9.5 중량%, 텅스텐(W) 1.0 내지 1.4 중량%, 바나듐(V) 0.1 내지 0.3 중량%, 탄탈륨(Ta) 0.04 내지 0.1 중량%, 질소(N) 0.005 내지 0.02 중량%, 티타늄(Ti) 0.005 내지 0.02 중량%, 지르코늄(Zr) 0.007 내지 0.02 중량% 및 잔부는 철(Fe)을 포함하는 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법을 제공한다.
먼저, 본 발명에 따른 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법은 (a) 합금 조성 원소를 용해한 후 열간 압연하여 열간 압연재를 제조하는 단계를 포함하고, 이때, 합금 조성 원소는 탄소(C) 0.08 내지 0.12 중량%, 규소(Si) 0.05 내지 0.15 중량%, 망간(Mn) 0.3 내지 0.6 중량%, 크롬(Cr) 8.5 내지 9.5 중량%, 텅스텐(W) 1.0 내지 1.4 중량%, 바나듐(V) 0.1 내지 0.3 중량%, 탄탈륨(Ta) 0.04 내지 0.1 중량%, 질소(N) 0.005 내지 0.02 중량%, 티타늄(Ti) 0.005 내지 0.02 중량%, 지르코늄(Zr) 0.007 내지 0.02 중량% 및 잔부는 철(Fe)을 포함한다.
상기 합금 조성 원소는 핵융합로 블랭킷의 방사능 오염을 방지하고자, 저방사화 원소로만 이루어진 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 합금 조성 원소는 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mb), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 코발트(Co) 및 구리(Cu)로 이루어진 군으로부터 선택된 고방사화 원소가 배제된 것이 바람직하나, 불가피한 불순물로 첨가될 수 있다. 이들의 최대 허용량은 니오븀(Nb) 0.002 중량% 미만, 몰리브덴(Mb) 0.05 중량% 미만, 니켈(Ni) 0.05 중량% 미만, 알루미늄(Al) 0.03 중량% 미만, 코발트(Co) 0.01 중량% 미만 및 구리(Cu) 0.05 중량% 미만인 것이 바람직하다.
한편, 추가적으로 가능한 최소화해야 될 원소 또는 불순물로서의 최대 허용량 Ag: 0.05 중량% 미만, Sn: 0.004 중량% 미만, As: 0.005 중량% 미만, Sb: 0.004 중량% 미만, P: 0.005 중량% 미만, S: 0.005 중량% 미만, O: 0.02 중량% 미만, H: 0.0005 중량% 미만을 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 합금 조성 원소는 탄소(C) 0.08 내지 0.12 중량%, 규소(Si) 0.05 내지 0.15 중량%, 망간(Mn) 0.3 내지 0.6 중량%, 크롬(Cr) 8.5 내지 9.5 중량%, 텅스텐(W) 1.0 내지 1.4 중량%, 바나듐(V) 0.1 내지 0.3 중량%, 탄탈륨(Ta) 0.04 내지 0.1 중량%, 질소(N) 0.005 내지 0.02 중량%, 티타늄(Ti) 0.005 내지 0.02 중량%, 지르코늄(Zr) 0.007 내지 0.02 중량% 및 잔부는 철(Fe)을 포함하는데, 이하, 각 원소의 역할 및 효과에 대해 설명하기로 한다.
(1) 탄소(C)
상기 탄소는 탄화물을 형성하여 석출경화 효과를 나타내며, 바람직한 탄소의 함량은 0.08~0.12 중량%이다. 상기 탄소의 함량이 0.08 중량% 미만이면 상온 기계적 강도가 낮아지고 인성도 나빠지며, 특히 크롬(Cr) 당량이 증가하여 델타 페라이트가 생성되는 문제가 있고, 0.12 중량%를 초과하면 많은 탄화물이 생성되고 이러한 탄화물이 사용 도중 쉽게 조대화되어 석출물에 의한 강화효과를 잃게 되는 문제가 있다.
(2) 규소(Si)
상기 규소는 내산화성을 향상시키는 역할을 하며, 제강시 탈산제로 작용한다. 바람직한 규소의 함량은 0.05~0.15 중량%이다. 상기 규소의 함량이 0.05 중량% 미만이면 내식성이 낮아지는 문제가 있고, 0.15 중량%를 초과하면 인성을 저하시키는 라베스(laves)상의 생성을 촉진하는 문제가 있다.
(3) 망간(Mn)
상기 망간은 경화능을 향상시키는 역할을 하며, 바람직한 망간의 함량은 0.3~0.6 중량%이다. 상기 망간의 함량이 0.3 중량% 미만이면 경화능에 문제가 있고, 0.6 중량%를 초과하면 크립 저항성을 저하시키는 문제가 있다.
(4) 크롬(Cr)
상기 크롬은 내식성과 고온 강도를 증가시키는 것으로 알려져 있으며, 바람직한 크롬의 함량은 8.5~9.5 중량%이다. 상기 크롬의 함량이 8.5 중량% 미만이면 고온 산화 및 부식에 대한 저항성이 낮아지는 문제가 있고, 9.5 중량%를 초과하면 크립 저항성이 저하되는 문제가 있다.
(5) 텅스텐(W)
상기 텅스텐은 대표적인 고용강화 합금 원소로서, 바람직한 텅스텐의 함량은 1.0~1.4 중량%이다. 상기 텅스텐의 함량이 1.0 중량% 미만이면 효과적인 고용강화에 문제가 있고, 1.4 중량%를 초과하면 장시간 크립 저항성과 인성을 악화시키는 것으로 알려진 라베스(Laves)상이 생성되는 문제가 있다.
(6) 바나듐(V)
상기 바나듐은 석출경화를 나타내는 합금원소로서, 바람직한 바나듐의 함량은 0.1~0.3 중량%이다. 상기 바나듐의 함량이 0.1 중량% 미만이면 석출물의 생성 위치를 감소시켜 탄화물이 균일하게 분포하지 못해 결과적으로 조대한 탄화물이 형성되어 크립 저항성을 악화시키는 문제가 있고, 0.3 중량%를 초과하면 기지 중의 고용 탄소 및 질소를 모두 소모하여, 사용 도중 다른 형태의 탄화물이 생성되는 것을 어렵게 하는 문제가 있다.
(7) 탄탈륨(Ta)
상기 탄탈륨은 저방사화 원소로서 니오븀 석출물에 함유되어 석출강화 효과를 나타내는 역할을 한다. 상기 탄탈륨은 우수한 기계적 특성을 나타내기 위하여 0.04~0.1 중량%로 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 0.1 중량%를 초과하면 니오븀의 과다 첨가와 동일한 문제가 있다.
(8) 질소(N)
상기 질소는 질화물을 형성하든지 침입형으로 고용되어 강도를 높이는 역할을 하며, 바람직한 질소의 함량은 0.005~0.02 중량%이다. 상기 질소의 함량이 0.005 중량% 미만이면 내식성이 낮아지는 문제가 있고, 0.02 중량%를 초과하면 크립 저항성이 급격히 저하하는 문제가 있다.
(9) 티타늄(Ti)
상기 티타늄은 비중이 철보다 작으므로 비강도가 철의 약 2배가 되고 열전도도와 열팽창률도 작은 편이며, 바람직한 티타늄의 함량은 0.005 내지 0.02 중량%이다.
(10) 지르코늄(Zr)
상기 지르코늄은 고용강화 작용을 하여 고온 크립 저항성을 향상시키며, 바람직한 지르코늄의 함량은 0.007~0.02 중량%이다. 상기 지르코늄의 함량이 0.007 중량% 미만이면 효과적인 고용 강화를 얻을 수 없는 문제가 있고, 0.02 중량%를 초과하면 취성을 갖는 석출물이 생성되어 오히려 크립 저항성을 저하시키고 연성을 저하시키는 문제가 있다.
상기 합금 조성 원소의 용해한 후 열간 압연하여 열간 압연재를 제조하는데, 구체적으로, 상기 합금 조성 원소를 진공유도용해법 또는 전해슬래그재용해법으로 용해한다. 예를 들면, 진공유도용해법은 용해챔버를 고진공(1×10-5 내지 0.5torr) 분위기에서 유도전류를 가해서 1차적으로 합금 조성 원소를 용해한 후 알루미늄 또는 규소와 같은 탈산제를 투입하고, 미량원소, 특히 질소 등은 용해가 거의 완료되는 시점에서 용탕에 장입한 후 성분분석용 시료를 채취한 후, 용해가 완료되면 1500℃에서 직육면체 형틀에 용탕을 부어 출탕을 수행한다. 이후, 1150~1250℃에서 1~3시간 동안 예열한 후 열간 단조하여 열간 단조재를 제조할 수 있다. 이후, 1150~1250℃에서 1~3시간 다시 예열한 후 열간 압연하여 열간 압연재를 제조할 수 있다. 이때, 예열 온도가 1150℃ 미만인 경우 용체화 열처리(solution annealing) 목적을 충분히 달성할 수 없으며, 예열 온도가 1250℃를 초과하는 경우 prior-γ상 결정립의 크기가 너무 증가하여 최종 제품의 기계적 물성을 저하시키는 문제점이 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법은 상기 열간 압연재에 최적화된 열가공 공정을 거치는 것을 특징으로 하는데, (b) 상기 열간 압연재를 오스테니타이징(Austenitizing) 열처리하는 단계 및 (c) 상기 오스테니타이징 열처리 온도 보다 낮고 마르텐사이트 변태 온도 보다 높은 온도에서 열간 압연하는 단계을 순차적으로 포함한다.
상기 오스테니타이징(Austenitizing) 열처리는 950℃ 내지 1050℃의 γ상 온도영역에서 30분 내지 1시간 동안 수행하는 것이 바람직하며, 이는 열간 가공된 제품에 원치 않게 생성된 석출상을 재용해시키고 냉각온도를 조절하여 석출물의 크기와 양을 제어하기 위함이다.
상기 오스테니타이징 열처리 후, 열간 압연 온도로 공냉시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 만일 상기 오스테니타이징 열처리 후, 열간 압연 온도로 공냉시키지 않고, 바로 상온으로 공냉시키게 되면, 오스테나이트의 입자 조직의 전위 밀도를 높이지 못해, 결과적으로 최종 제품의 기계적 물성을 크게 향상시키지 못한다.
상기 열간 압연은 오스테니타이징 열처리 온도 보다 낮고 마르텐사이트 변태 온도 보다 높은 온도에서 수행되는 것으로, 상기 오스테니타이징 열처리 온도가 950~1050℃이고, 상기 마르텐사이트 변태 온도가 약 500℃인 점을 고려하여, 상기 열간 압연은 650℃ 내지 750℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 열간 압연이 650℃ 미만의 온도에서 수행되는 경우, 마르텐사이트 변태가 일부 이루어질 수 있는 문제점이 있고, 열간 압연이 750℃를 초과하는 온도에서 수행되는 경우, 오스테나이트 입자 조직의 전위 밀도를 충분히 높이지 못하는 문제점이 있다. 이와 같은 열간 압연을 통해 이후 공냉시 마르텐사이트 변태의 핵생성 자리를 증가시켜 마르텐사이트의 래스(lath) 조직을 미세화함과 동시에, 템퍼링시 미세한 탄화물을 형성시킬 수 있다.
상기 열간 압연율은 15% 내지 25%인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 열간 압연율이 15% 미만인 경우, 변형량이 낮아 전위밀도 향상에 따른 강도향상의 정도가 낮고 석출물 핵생성 자리의 형성이 어려운 문제점이 있고, 열간 압연율이 25%를 초과하는 경우, 높은 양의 소성 가공으로 인하여 템퍼링 후 재결정이 일어나면서, 상온 및 고온에서 항복강도 및 인장강도와, 고온에서 크립 저항성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
상기 열간 압연 후, 상온으로 공냉시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법은 (d) 템퍼링(Tempering) 처리하는 단계를 포함한다.
상기 템퍼링 처리는 700℃ 내지 800℃의 온도에서 50분 내지 100분 동안 수행되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이는 원하는 안정한 석출상을 미세하고 균일하게 생성시키기 위함이다.
상기 단계에서 템퍼링 처리 후, 상온으로 공냉시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
저방사화 페라이트- 마르텐사이트 강
본 발명은 상기 방법으로 제조된 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강을 제공한다.
또한, 본 발명은 탄소(C) 0.08 내지 0.12 중량%, 규소(Si) 0.05 내지 0.15 중량%, 망간(Mn) 0.3 내지 0.6 중량%, 크롬(Cr) 8.5 내지 9.5 중량%, 텅스텐(W) 1.0 내지 1.4 중량%, 바나듐(V) 0.1 내지 0.3 중량%, 탄탈륨(Ta) 0.04 내지 0.1 중량%, 질소(N) 0.005 내지 0.02 중량%, 티타늄(Ti) 0.005 내지 0.02 중량%, 지르코늄(Zr) 0.007 내지 0.02 중량% 및 잔부는 철(Fe)을 포함하는 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강으로서, 상기 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 탄화물의 평균입자 크기는 90nm 이하인 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강을 제공한다.
상기 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 탄화물의 평균입자 크기가 90nm 이하와 같이 미세한 것은, 열간 압연재의 최적화된 열가공 공정에 있어서 오스테니타이징 열처리 후, 상기 오스테니타이징 열처리 온도 보다 낮고 마르텐사이트 변태 온도 보다 높은 온도(구체적으로, 650℃ 내지 750℃)에서 열간 압연을 수행함으로써, 오스테나이트의 입자 조직의 전위 밀도를 높여, 이후 템퍼링시 미세한 탄화물을 형성시킨 결과이다.
상기 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강은 25℃에서 ASTM E 8M-08에 따른 항복강도가 620 MPa 이상이고, 인장강도가 720MPa 이상일 수 있고, 상기 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강은 500℃에서 ASTM E 8M-08에 따른 항복강도가 460 MPa 이상이고, 인장강도가 500MPa 이상일 수 있다.
또한, 상기 페라이트-마르텐사이트 강은 550℃에서 220MPa의 응력 하에, 크립-파단시간이 4000시간 이상일 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강은 상온 및 고온에서 기계적 물성, 특히, 고온에서 크립 저항성이 획기적으로 개선된 것을 특징으로 하는바, 핵융합로 블랭킷용 구조재 분야에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1
시험재로서 탄소(C) 0.1 중량%, 규소(Si) 0.1 중량%, 망간(Mn) 0.45 중량%, 크롬(Cr) 9.0 중량%, 텅스텐(W) 1.2 중량%, 바나듐(V) 0.2 중량%, 탄탈륨(Ta) 0.07 중량%, 질소(N) 0.01 중량%, 티타늄(Ti) 0.01 중량%, 지르코늄(Zr) 0.01 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성의 시험재 5 톤을 진공유도용해로에서 용해하고, 1200℃에서 2시간 동안 예열한 후 열간 단조하여 500mm 두께의 열간 단조재를 제조하였다. 이후, 1200℃에서 2시간 동안 다시 예열한 후 열간 압연하여 20nm 두께의 열간 압연재를 제조하였다. 이를 1000℃에서 40분 동안 오스테니타이징 열처리하였고, 700℃로 공냉시켰다. 이후, 700℃에서 열간 압연율이 20%가 되도록 1 pass로 열간 압연하였고, 상온(25℃)으로 공냉시켜 열가공하였다(도 1의 "실시예 1" 참고). 이후, 750℃에서 70분 동안 템퍼링 처리하였고, 상온(25)으로 다시 공냉시켜 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강("실시예 1")을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 열간 압연재를 준비하여, 이를 1000℃에서 40분 동안 오스테니타이징 열처리하였다. 이후, 1000℃에서 열간 압연율이 20%가 되도록 1 pass로 열간 압연하였고, 상온(25℃)으로 공냉시켜 열가공하였다(도 1의 "TMT 1" 참고). 이후, 750℃에서 70분 동안 템퍼링 처리하였고, 상온(25℃)으로 다시 공냉시켜 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강("비교예 1")을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1과 동일한 열간 압연재를 준비하여, 이를 1000℃에서 40분 동안 오스테니타이징 열처리하였고, 700℃로 공냉시켰다. 이후, 700℃에서 열간 압연율이 20%가 되도록 1 pass로 열간 압연하였고, 상온(25℃)으로 공냉시킨 후, 상온(25℃)에서 냉간 압연율이 30%가 되도록 3회 반복 pass로 추가로 냉간 압연하여 열가공하였다(도 1의 "비교예 2" 참고). 이후, 750℃에서 70분 동안 템퍼링 처리하였고, 상온(25℃)으로 다시 공냉시켜 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강("비교예 2")을 제조하였다.
비교예 3
실시예 1과 동일한 열간 압연재를 준비하여, 이를 1000℃에서 40분 동안 오스테니타이징 열처리하였고, 이후 바로 상온(25℃)으로 공냉시켜 열가공하였다(도 1의 "비교예 3" 참고). 이후, 750℃에서 70분 동안 템퍼링 처리하였고, 상온(25℃)으로 다시 공냉시켜 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강("비교예 3")을 제조하였다.
도 2는 실시예 1 및 비교예 1~3에서 제조된 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 입자 조직을 관찰하기 위한 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 래스(lath) 조직은 상대적으로 미세하나, 비교예 3의 경우 래스(lath) 조직은 조대한 것으로 관찰되었다. 또한, 비교예 2의 경우 높은 양의 소성 가공으로 인하여 템퍼링 후 재결정이 일어나면서, 래스(lath) 조직이 소멸하고 등축정 재결정 조직이 형성되는 것으로 관찰되었다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1~3에서 제조된 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 탄화물 형성을 관찰하기 위한 카본 레플리카 시편의 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강에 형성된 탄화물은 미세하고 분포 밀도가 높은 것으로 관찰되었으나, 비교예 3의 경우 탄화물의 크기가 매우 조대한 것으로 관찰되었다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1~3에서 제조된 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강에 형성된 탄화물의 평균입자 크기를 투과전자현미경으로 측정된 미세조직 사진으로부터 개별 탄화물의 크기를 측정하여 통계적으로 분석한 그래프이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강에 형성된 탄화물의 평균입자 크기는 약 85nm로 미세한 것으로 관찰되었으나, 비교예 1의 경우 약 99nm, 비교예 2의 경우 약 170nm, 비교예 3의 경우 113nm인 것으로 관찰되었다. 특히, 비교예 2의 경우 조대한 탄화물의 생성 빈도가 가장 높은 것으로 확인되었다.
실험예 1: 충격 저항성 측정
실시예 1 및 비교예 1~3에 따른 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 충격 저항성을 측정하기 위하여, ASTM E23 규정에 제시된 규격의 노치가 있는 시편을 이용하여 샤르피 충격시험을 수행하였고, 그 결과는 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타난 바와 같이, 실시예 1, 비교예 1 및 3의 경우 온도에 따른 충격 흡수에너지 분포 및 상부 충격 흡수에너지(약 300J)에 큰 차이가 없었고, 연성-취성 전이온도는 각각 약 -51℃, 약 -47℃ 및 약 -44℃인 것으로 확인되었다. 반면, 비교예 2의 경우 상부 충격 흡수에너지가 약 400J이고, 연성-취성 전이온도가 약 -85℃인 것으로 확인되나, 이는 높은 양의 소성 가공으로 인하여 템퍼링 후 재결정이 일어나면서, 인성이 높은 페라이트 조직으로 변화되었기 때문이다.
실험예 2: 항복 강도 및 인장 강도 측정
실시예 1 및 비교예 1~3에 따른 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 상온 및 고온에서의 인장 강도를 측정하기 위하여 25℃ 및 500℃에서 인장시험(ASTM E 8M-08)을 통하여 항복강도 및 인장강도를 측정하였고, 그 결과는 표 1 및 도 6에 나타내었다.
25℃ 500℃
항복강도
(MPa)		 인장강도
(MPa)		 항복강도
(MPa)		 인장강도
(MPa)
실시예 1 658 747 488 517
비교예 1 604 702 453 483
비교예 2 234 506 163 301
비교예 3 568 670 425 457
표 1 및 도 6에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 경우 비교예 1~3에 비해 25℃ 및 500℃에서 항복강도 및 인장강도가 모두 우수한 것으로 확인되었다. 한편, 비교예 2의 경우 25℃ 및 500℃에서 항복강도 및 인장강도가 현저히 감소하는 것으로 확인되었다.
실험예 3: 크립 저항성 측정
실시예 1 및 비교예 1~3에 따른 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 고온에서의 크립 저항성을 측정하기 위하여 550℃에서 180MPa 내지 260MPa의 응력을 각각 가했을 때, 크립-파단시간을 측정하였고, 그 결과는 표 2 및 도 7에 나타내었다.
크립-파단시간(h)
응력
(MPa)		 260 240 220 200 180
실시예 1 456.6 2198.0 4651.5 - -
비교예 1 226.5 1233.7 2485.6 - -
비교예 2 1.2 2.1 4.8 - -
비교예 3 135.4 597.3 1231.5 1739.2 3913.0
표 2 및 도 7에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 경우 비교예 1~3에 비해 550℃에서 크립-파단시간이 현저히 긴 것으로 확인되었다. 한편, 비교예 2의 경우 모든 응력 하에, 크립-파단시간이 5시간 미만으로, 550℃에서 크립-파단시간이 현저히 짧은 것으로 확인되었다.
따라서, 본 발명에 따른 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강은 충격저항성의 큰 저하 없이, 상온 및 고온에서 항복강도 및 인장강도가 우수하면서 고온에서 크립 저항성이 획기적으로 개선된 것을 특징으로 하는바, 핵융합로 블랭킷용 구조재 분야에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강을 핵융합로 블랭킷용 구조재 분야에 적용하는 경우, 고온에서 우수한 기계적 물성으로 인하여 핵융합로 블랭킷의 가동 온도를 높여 효율성을 향상시킬 수 있으며, 가동수명을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (13)

  1. (a) 합금 조성 원소를 용해한 후 열간 압연하여 열간 압연재를 제조하는 단계;
    (b) 상기 열간 압연재를 오스테니타이징(Austenitizing) 열처리하는 단계;
    (c) 상기 오스테니타이징 열처리 온도 보다 낮고 마르텐사이트 변태 온도 보다 높은 온도에서 열간 압연하는 단계; 및
    (d) 템퍼링(Tempering) 처리하는 단계를 포함하고,
    상기 (a) 단계에서 합금 조성 원소는 탄소(C) 0.08 내지 0.12 중량%, 규소(Si) 0.05 내지 0.15 중량%, 망간(Mn) 0.3 내지 0.6 중량%, 크롬(Cr) 8.5 내지 9.5 중량%, 텅스텐(W) 1.0 내지 1.4 중량%, 바나듐(V) 0.1 내지 0.3 중량%, 탄탈륨(Ta) 0.04 내지 0.1 중량%, 질소(N) 0.005 내지 0.02 중량%, 티타늄(Ti) 0.005 내지 0.02 중량%, 지르코늄(Zr) 0.007 내지 0.02 중량% 및 잔부는 철(Fe)을 포함하고, 알루미늄(Al)이 배제된 것이고,
    상기 (c) 단계에서 열간 압연은 650℃ 내지 750℃의 온도에서 수행되고, 상기 (c) 단계에서 열간 압연율은 15% 내지 25%이며,
    저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 탄화물의 평균입자 크기는 90nm 이하인 것을 특징으로 하는
    인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 합금 조성 원소는 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mb), 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 구리(Cu)로 이루어진 군으로부터 선택된 고방사화 원소가 배제된 것인
    인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 오스테니타이징(Austenitizing) 열처리는 950℃ 내지 1050℃의 온도에서 30분 내지 1시간 동안 수행되는
    인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 오스테니타이징 열처리 후, 열간 압연 온도로 공냉시키는 단계를 추가로 포함하는
    인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 열간 압연 후, 상온으로 공냉시키는 단계를 추가로 포함하는
    인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 템퍼링 처리는 700℃ 내지 800℃의 온도에서 50분 내지 100분 동안 수행되는
    인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강의 제조방법.
  9. 제1항 내지 제4항, 제7항 및 제8항 중 어느한 항에 따른 방법으로 제조된
    인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강은 25℃에서 ASTM E 8M-08에 따른 항복강도가 620 MPa 이상이고, 인장강도가 720MPa 이상인
    인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강은 500℃에서 ASTM E 8M-08에 따른 항복강도가 460 MPa 이상이고, 인장강도가 500MPa 이상인
    인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강은 550℃에서 220MPa의 응력 하에, 크립-파단시간이 4000시간 이상인
    인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강.
KR1020160025544A 2016-03-03 2016-03-03 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 이의 제조방법 KR101769744B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160025544A KR101769744B1 (ko) 2016-03-03 2016-03-03 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160025544A KR101769744B1 (ko) 2016-03-03 2016-03-03 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101769744B1 true KR101769744B1 (ko) 2017-08-21

Family

ID=59757378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160025544A KR101769744B1 (ko) 2016-03-03 2016-03-03 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101769744B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112695256A (zh) * 2020-11-27 2021-04-23 中国核动力研究设计院 一种铁素体马氏体钢包壳材料及其制备方法
CN113355497A (zh) * 2021-06-04 2021-09-07 西安建筑科技大学 一种低活化钢钢板及其制备工艺

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112695256A (zh) * 2020-11-27 2021-04-23 中国核动力研究设计院 一种铁素体马氏体钢包壳材料及其制备方法
CN113355497A (zh) * 2021-06-04 2021-09-07 西安建筑科技大学 一种低活化钢钢板及其制备工艺
CN113355497B (zh) * 2021-06-04 2022-05-31 西安建筑科技大学 一种低活化钢钢板及其制备工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101140651B1 (ko) 크리프 저항성이 우수한 고크롬 페라이트/마르텐사이트 강 및 이의 제조방법
Yoshitake et al. Ring-tensile properties of irradiated oxide dispersion strengthened ferritic/martensitic steel claddings
KR101516718B1 (ko) 크립 저항성이 우수한 페라이트-마르텐사이트 강 및 그 제조방법
CN109609849A (zh) 一种含Si低活化马氏体钢及其热处理方法
EP1544312B1 (en) Method of producing heat-resistant high chromium ferritic/martensitic steel
KR101769744B1 (ko) 인장 강도 및 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 이의 제조방법
KR20140130590A (ko) 충격 특성이 우수한 페라이트-마르텐사이트 강 및 그 제조방법
KR101630403B1 (ko) 다단 열간압연을 적용한 핵연료용 지르코늄 부품의 제조방법
JP2023501564A (ja) 均一に分布するナノサイズの析出物を多量含むオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法
US4572738A (en) Maraging superalloys and heat treatment processes
US9598750B2 (en) High Cr ferritic/martensitic steels having an improved creep resistance for in-core component materials in nuclear reactor, and preparation method thereof
KR101764097B1 (ko) 크립 저항성이 우수한 저방사화 페라이트-마르텐사이트 강 및 그 제조방법
KR100896988B1 (ko) 제4세대 핵분열 원자로 및 핵융합 원자로 노심부품 소재용농축 보론-11을 함유하는 중성자 조사안정성이 향상된고크롬 페라이트/마르텐사이트 강
CN113528979A (zh) 一种高强度rafm钢及其新型热处理工艺
CN112981273A (zh) 铁素体合金及利用其制造核燃料包壳管的方法
KR102411794B1 (ko) 기계적 물성이 우수한 Ti 함유 저방사 강재 및 그 제조방법
US6696016B1 (en) High-chromium containing ferrite based heat resistant steel
KR101275105B1 (ko) 크리프 성능이 향상된 원자로 노심부품 소재용 고크롬 페라이트/마르텐사이트강 및 이의 제조방법
KR20190035024A (ko) 크리프 특성이 우수한 내열 크롬강판 및 그 제조방법
KR102280643B1 (ko) 고온 산화 저항성 및 고온 강도가 우수한 크롬 강판 및 그 제조 방법
KR101507898B1 (ko) 니켈계 초내열 합금 및 이의 제조방법
KR102445585B1 (ko) 탄탈륨 함유 저방사화 오스테나이트계 스테인리스강 및 이의 제조방법
CN111235491A (zh) 一种高强度高塑性的形状记忆钢及其制备方法
JP3969279B2 (ja) マルテンサイト系鉄基耐熱合金およびその製造方法
KR102170287B1 (ko) 알루미나 산화층을 포함하는 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법 및 그에 의한 오스테나이트계 스테인리스강

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant