KR20030013318A - 코발트기 합금의 접합 구조 - Google Patents

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Abstract

코발트기 합금의 접합 구조에 있어서의 코발트기 합금부의 내식 내마모성을 향상시킨다.
코발트기 합금의 접합 구조는 입상 또는 괴상을 한 공정 탄화물(2)이 분산되는 코발트기 합금층(1)이 인서트재층(36)을 거쳐서 모재(37)의 금속에 접합되어 있다. 코발트기 합금의 접합 구조는 S45C의 탄소강인 모재와, 주조 조직의 기지부에 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상의 공정 탄화물을 갖는 C 1.03 중량 %, Cr 29.73 중량 %, W 3.86 중량 %, Ni 2.59 중량 %, Fe 2.67 중량 %, Si 0.59 중량 % 및 Mo 0.07 중량 %를 포함하고, 잔량부가 실질적으로 Co인 코발트기 합금재 사이에 두께가 약 40 ㎛인 인서트재를 협지하여, 온도 110O ℃, 보유 지지 시간 1시간으로 액상 확산 접합을 행하였다. 접합 후의 코발트기 합금층(1)에는 입상 또는 괴상의 공정 탄화물이 포함되어 있다.

Description

코발트기 합금의 접합 구조{BOND STRUCTURE OF COBALT-BASE ALLOYS}
본 발명은 코발트기 합금의 접합 구조에 관한 것으로, 특히 밸브 및 메카니컬 밀봉을 갖는 회전 장치에 적용하는 데 적합한 코발트기 합금의 접합 구조에 관한 것이다.
동일 종류의 금속끼리 또는 다른 종류의 금속끼리를 접합하는 기술로서는, 내식 내마모성 합금과 이를 접합하는 모재 사이에 땜납재를 협지하여 땜납재만을 녹인 후에 고화시켜 접합하는 방법(납땜부), 접합부에 용융 상태의 금속을 공급하는 동시에 접합하는 금속도 또한 용융함으로써 접합부에서 서로 용합한 층이 형성되는 방법(용접) 및 모재의 표면을 아주 얇게 용융시켜 그곳에 용융한 금속을 입히는 것으로 모재와 접합하는 방법(패딩)이 일반적으로 알려져 있다.
또한, 기계 공학 편람 B2-63페이지 내지 B2-64페이지, 「3ㆍ4ㆍ3 확산 용접」, 소화 62년 신판에는 접합하는 2개의 금속 재료의 평활한 면을 서로 접촉시켜, 고온으로 보유 지지한 상태에서 접촉부의 크리프 현상(큰 하중을 가함으로써 생기는)과 고온에 의한 소결에 의해 접합하는 확산 용접에 대해 기재하고 있다. 또한, 그 기계 공학 편람은 확산 용접 중 하나로서, 다른 금속끼리를 접합하는 경우에, 접합하는 2개의 금속 재료 사이에 Ni를 포함하는 인서트재를 삽입하고, 고온으로보유 지지한 상태에서 큰 하중을 가함으로써 접합 계면을 발생하는 일이 없는 접합 방법에 대해서도 기재하고 있다. 인서트재는, 접합하는 2개의 접합하는 금속 재료 내에 전부 확산하고 있다.
일본 특허 공개 2000-273573호 공보는, 구형 또는 입상의 공정 탄화물을 갖는 Co기, Ni기 또는 Fe기의 내식 내마모성 합금을 납땜 및 용접 또는 확산 용접으로 모재에 접합하는 것을 기재하고 있다.
일본 특허 공개 2000-273573호 공보에 기재된 내식 내마모성 합금과 모재와의 접합에 있어서는, 이하의 문제가 있다.
땜납재를 녹여 내식 내마모성 합금을 모재에 접합하는 방법은 금속끼리의 접합력이 약하고, 납땜 온도까지 온도가 재상승하면 접합부는 탈락한다. 또한, 다른 방법(용접 또는 용접 확산)은 접합하는 금속을 용융 상태로 하므로, 내식 내마모성 합금의 구형 또는 입상의 공정 탄화물이 선형 및 그물코형의 공정 탄화물로 변화하는 결과, 구형 또는 입상의 공정 탄화물의 존재에 의해 얻게 되는 특성이 소실되어 버린다. 확산 용접에서는 크리프 상태의 고온 상태에서 큰 하중이 접합 금속에 작용하므로, 큰 잔류 응력이 발생하고 또는 균열이 생긴다. 따라서, 확산 용접은 구형 또는 입상의 공정 탄화물을 갖는 Co기의 내식 내마모성 합금을 그 형태를 보유 지지한 상태에서 모재에 접합하는 방법으로서, 적절하지는 않다.
본 발명의 목적은, 코발트기 합금의 내식 내마모성의 특성을 접합 후에 있어서도 발휘할 수 있는 코발트기 합금의 접합 구조를 제공하는 데 있다.
도1은 본 발명의 적합한 일실시예인 코발트기 합금의 접합 구조의 종단면을 도시한 구성도.
도2는 도1의 실시예의 접합 구조를 구성하는 소재를 도시한 설명도.
도3은 도1의 접합 구조에 있어서의 접합부의 현미경 사진.
도4는 도1의 접합 구조의 접합부에 있어서의, 코발트기 합금층의 주요 원소인 코발트의 분포를 나타낸 SEM 사진.
도5는 도1의 접합 구조의 접합부에 있어서의, 인서트재층의 주요 원소인 니켈의 분포를 나타낸 SEM 사진.
도6은 도1의 접합 구조의 접합부에 있어서의, 모재의 주요 원소인 철의 분포를 나타낸 SEM 사진.
도7은 코발트기 합금의 접합 구조를 적용한 본 발명의 일실시예인 구획 밸브의 종단면도.
도8은 도7의 밸브 부재의 종단면도.
도9는 도7의 밸브 상자에 설치된 밸브 시트 부근의 종단면도.
도10은 코발트기 합금의 접합 구조를 적용한 본 발명의 일실시예인 역지 밸브의 종단면도.
도11은 코발트기 합금의 접합 구조를 적용한 본 발명의 일실시예인 안전 밸브의 종단면도.
도12는 코발트기 합금의 접합 구조를 적용한 본 발명의 일실시예인 볼형 밸브의 종단면도.
도13은 도7 및 도10 내지 도13에 도시한 각 밸브가 이용되는 비등 수형 원자력 발전 플랜트의 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 코발트기 합금층
1a, 1b, 1c, 1d, 60, 64 : 밸브 시트
2 : 구획 밸브
3 : 역지 밸브
5 : 노정화계
6 : 급수계
8 : 재순환계
14 : 원자로 압력 용기
36 : 인서트재층
37 : 모재
38, 44, 51 : 밸브 상자
46, 103 : 밸브 막대
50, 56 : 밸브 부재
52, 54, 57, 59 : 밸브 시트
53, 55, 58, 61 : 코발트기 합금부
상기한 목적을 달성하는 본 발명의 특징은, 금속 마이크로 조직의 기지부에 입상 또는 괴상을 한 공정 탄화물이 분산되는 코발트기 합금부와 모재 금속부 사이에 인서트재를 배치하여 코발트기 합금재부가 상기 모재 금속부에 확산 접합되어 있는 코발트기 합금의 접합 구조로서, 상기 모재 금속부 상에 상기 인서트재층이 형성되고, 이 인서트재층 상에 상기 코발트기 합금부가 위치하고 있는 코발트기 합금의 접합 구조에 있다.
코발트기 합금부와 모재 금속 사이에 인서트재층이 형성되어 있으므로, 코발트기 합금부와 모재 금속의 확산 접합시에 있어서 코발트기 합금부는 가열에 의한 악영향을 그다지 받지 않고, 접합 후의 코발트기 합금부에는 입상 또는 괴상의 공정 탄화물이 존재한다. 이로 인해, 코발트기 합금재의 접합 구조에 있어서의 코발트기 합금부는 내식 내마모성이 우수하다.
상기한 코발트기 합금의 접합 구조를 적용한 적용예인 밸브는, 밸브 상자에 설치된 밸브 시트가 금속 마이크로 조직의 기지부에 입상 또는 괴상을 한 공정 탄화물이 분산되는 코발트기 합금부로서 밸브 부재에 접촉되는 코발트기 합금부 및 상기 밸브 상자에 설치된 본체부를 갖고, 상기 코발트기 합금부와 상기 본체부 사이에 인서트재를 배치하여 상기 코발트기 합금부가 상기 본체부에 확산 접합되어 있고, 상기 본체부 상에 상기 인서트재층이 형성되고, 이 인서트재층 상에 상기 코발트기 합금부가 위치하고 있는 특징을 갖는다. 밸브 시트에는 인서트재층이 형성되어 있고, 또한 이 인서트재층 상에 코발트기 합금부가 존재하므로, 확산 접합된코발트기 합금부는 전술한 바와 같이 입상 또는 괴상의 공정 탄화물이 존재하고, 그물코형 공정 탄화물이 존재하지 않는다. 이로 인해, 밸브 시트의 내식 내마모성이 향상하고, 밸브 시트의 밸브 부재와 접촉하는 면은 유체 중의 용존 산소에 의한 부식 손상을 받기 어려우므로, 밸브의 보수 빈도가 감소되고 밸브의 수명도 연장된다.
본 발명의 적합한 일실시예인 코발트기 합금의 접합 구조를, 도1에 의거하여 설명한다. 본 실시예의 접합 구조는 입상 또는 괴상을 한 공정 탄화물(2)이 분산되는 코발트기 합금층(1)이 인서트재층(36)을 거쳐서 모재(37)의 금속에 접합되어 있다.
이 코발트기 합금의 접합 구조는, 이하와 같이 하여 얻을 수 있다. 모재(37)는 S45C의 탄소강이다. 도2에 도시한 바와 같이, 코발트기 합금재(1A)를 모재(37)에 접합한다. 코발트기 합금재(1A)는, 주조 조직의 기지부에 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상의 공정 탄화물을 갖는 C 1.03 중량 %, Cr 29.73 중량 %, W 3.86 중량 %, Ni 2.59 중량 %, Fe 2.67 중량 %, Si 0.59 중량 % 및 Mo 0.07 중량 %를 포함하고, 잔량부가 실질적으로 Co이다. 이 코발트기 합금재(1A)를 모재(37)에 접합할 때에는, 인서트재(36A)를 이용한다. 이 인서트재(36A)는 Si 4.5 중량 % 및 B 3.2 중량 %를 포함하고, 잔량부가 Ni로 이루어지는 니켈기 합금이다.
또한, 코발트기 합금재(1A)는 이하와 같이 하여 만들어졌다. 즉, 코발트기 합금재(1A)는 주조 조직의 기지부에 그물코형의 공정 탄화물을 갖는 C 1.03 중량 %, Cr 29.73 중량 %, W 3.86 중량 %, Ni 2.59 중량 %, Fe 2.67 중량 %, Si 0.59 중량 % 및 Mo 0.07 중량 %를 포함하고, 잔량부가 실질적으로 코발트인 코발트기 합금에 대해, 1050 내지 1100 ℃의 온도로 열간압연을 실시하고, 공정 탄화물을 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상으로 미세화함으로써 얻게 되었다.
두께가 약 40 ㎛인 인서트재(36A)를 모재(37)와 코발트기 합금재(1A) 사이에 둔다. 즉, 도2에 도시한 순서로, 인서트재(36A)가 모재(37) 상에 올려져, 코발트기 합금재(1A)가 인서트재(36A) 상에 올려진다. 코발트기 합금재(1A)는 자중에 의해 모재(37)에 압박되고 있다고 할 수 있다. 인서트재의 고상선 온도는 약 980 ℃, 액상선 온도는 약 1040 ℃이다. 코발트기 합금재(1)는 모재(37)에 액상 확산 접합에 의해 접합된다. 이 액상 확산 접합은 접합 온도 : 1100 ℃, 보유 지지 시간 : 1시간, 진공도 : 2 × 10-4torr, 가압력 : 80 g/㎠의 조건으로 행하였다. 보유 지지 시간이라 함은, 액상 확산 접합이 완료되기까지 필요로 하는 접합 시간이며, 접합 온도, 진공도 및 가압력이 상기의 조건으로 유지되는 시간이다. 인서트재(36A)에는 융점 강하 원소인 Si, B가 함유되어 있으므로, 그 융점은 피접합재[코발트기 합금재(1A) 및 모재(37)]보다도 낮다. 그러나, 접합 온도에서의 보유 지지 중에 Si 및 B는 각 피접합재 속으로 확산되어 인서트재(36A)의 융점이 상승되므로, 액상 확산 접합 중에 인서트재(36A)의 응고가 진행된다.
상기한 바와 같은 액상 확산 접합에 의해 도1에 도시한 접합 구조를 얻을 수 있다. 도3은 도1에 도시한 본 실시예에 있어서의 코발트기 합금의 접합 구조부의 광학 현미경 사진이다. 본 실시예의 코발트기 합금의 접합 구조부는, 도3으로부터 명백한 바와 같이 모재(37)와 코발트기 합금층(1) 사이에 인서트재층(접합층)(36)이 존재하고 있다. 이 코발트기 합금층(1)은 입상 또는 괴상의 공정 탄화물을 포함하고 있다.
도1에 도시한 본 실시예의 접합 구조의 단면에 있어서의, 각 층의 주요한 원소 분포를 주사 전자 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였다. 도4, 도5 및 도6은 그 분석 결과를 나타낸 SEM 사진이다. 도4는, 직선(A)의 위치에서의 코발트기 합금층(1)의 주요한 원소인 코발트의 분포를 나타내고 있다. 코발트의 분포는 파형상의 곡선으로 나타낸다. 코발트기 합금재(1A)에 포함된 코발트는, 전술한 액상 확산 접합에 의해 인서트재층(접합층)(36) 내로 확산되고 있지만 모재(37) 내로 거의 확산되지 않는다. 도5는, 직선(A)의 위치에서의 인서트재층(36)이 주요한 원소인 니켈의 분포를 나타내고 있다. 니켈의 분포는 파형상의 곡선으로 나타낸다. 인서트재(36A)에 포함된 니켈은, 전술한 액상 확산 접합에 의해서도 코발트기 합금층(1) 및 모재(37) 내로는 거의 확산되지 않는다. 도6은, 직선(A)의 위치에 있어서의, 모재(37) 내의 주요한 원소인 철의 분포를 나타내고 있다. 철의 분포는 파형상의 곡선으로 나타낸다. 모재(37)의 철은, 인서트재층(접합층)(36) 내로 확산되고 있지만 코발트기 합금층(1) 내로 거의 확산되지 않는다. 도4, 도5 및 도6에 있어서의 직선(A)의 위치는 동일한 위치이다. 인서트재(36A)에 포함된 니켈은 액상 확산 접합에 의해 코발트기 합금층(1) 및 모재(37) 내로는 거의 확산되지 않지만, 인서트재(36A)에 포함된 Si 및 B는 코발트기 합금층(1) 및 모재(37) 내로 확산된다. 코발트기 합금층(1) 및 모재(37)는 액상 확산 접합시에 인서트재(36A)로부터 확산된 Si 및 B를 포함하고, 인서트재층(36)은 모재(37)로부터 확산된 Fe 및 코발트기 합금재(1A)로부터 확산된 Co를 포함하고 있고, 코발트기 합금층(1)은 인서트재층(36)을 거쳐서 모재(37)에 견고하게 접합되어 있다. 인서트재(36A)로부터 확산된 Si 및 B는 코발트기 합금층(1) 및 모재(37) 내에서 주로 인서트재층(36)에 가까운 부분에 존재한다.
전술한 액상 확산 접합에서 얻게 된 본 실시예의 접합 구조의 시험 부재를 작성하고, 그 시험 부재에 대해 전단 시험을 행하였다. 그 결과, 그 접합 구조의 전단 강도는 약 36 ㎏/㎟인 것을 알 수 있었다. 또, 전단 부위는 모재(탄소강)의 부분이며, 본 실시예에 있어서의 접합 구조의 건전성을 확인할 수 있었다.
본 실시예의 코발트기 합금의 접합 구조는, 상기한 바와 같이 접합 온도가 110O ℃와 코발트기 합금재(1) 및 모재(37)의 각 융점보다도 꽤 낮고 또한 보유 지지 시간도 1시간이나 짧기 때문에, 인서트재층(36)이 남아 있고, 코발트기 합금재(1A)에 열적인 악영향을 끼치지 않는다. 이로 인해, 접합 후의 코발트기 합금재층(1)은 접합 전의 코발트기 합금재(1A)와 같이 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상의 공정 탄화물을 갖고 있고, 코발트기 합금재(1A)와 동등한 내식 내마모성을 갖고 있다. 접합 온도가 코발트기 합금재(1A)의 융점 온도가 되어 코발트기 합금재(1A)가 용융한 경우, 응고하였을 때에는 입상 또는 괴상의 공정 탄화물이 소실하여 공정 탄화물은 연속된 그물코형이 된다. 이것은, 코발트기 합금재(1A)의 제조에 이용한 상기 소재의 상태이다. 연속된 그물코형의 공정 탄화물이 존재하는 코발트기 합금은 내식 내마모성이 열화하고 있다.
전술한 바와 같이, 공정 탄화물을 연속된 그물코형으로부터, 불연속 입상 혹은 괴상으로 함으로써, 내식성을 현저하게 높일 수 있다. 공정 탄화물의 입경은 30 ㎛ 이하, 특히 1O ㎛ 이하가 바람직하고, 이와 같이 공정 탄화물을 미세하게 분단함으로써, 연속된 그물코형의 공정 탄화물을 갖는 경우에 비해, JlSG0575의 스트라우스 시험에 있어서의 내식성을 약 300배나 높일 수 있다.
전술한 실시예에 있어서는, 액상 확산 접합의 조건 중 하나인 가압력을 80 g/㎠로 하였다. 이 가압력은 확산 용접에서의 가압력에 비교하면 현저히 저감되어 있지만, 또한 그 가압력을 저감하는 것이 바람직하다. 또한, 접합 시간(상기의 보유 지지 시간)도 1시간보다도 단축하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 전술한 각각의 조성을 갖는 코발트기 합금재(1A), 인서트재(36A) 및 모재(37)를 이용하여, 액상 확산 접합에 의해 코발트기 합금재(1A)를 인서트재(36A)를 거쳐서 모재(37)에 접합하였다. 그 액상 확산 접합의 조건 중, 접합 온도 및 진공도는 전술한 조건과 동일하지만, 보유 지지 시간은 30분으로 가압력은 16 g/㎠로 하였다. 16 g/㎠는 접합되는 코발트기 합금재의 자중 정도이다. 그와 같은 조건에 대해 얻게 된 코발트기 합금의 접합 구조는, 전술한 실시예와 동등한 특성을 얻을 수 있었다. 보유 지지 시간을 30분, 가압력을 16 g/㎠로 한 본 예는 전술한 실시예에서 얻게 되는 효과가 생길 수 있다.
입경 30 ㎛ 이하의 미세한 공정 탄화물을 갖는 코발트기 합금은 탄소강, 저합금강 및 스테인레스강 중 어느 하나인 모재(37)에 확산 접합에 의해 접합되는 것이 바람직하다. 특히 액상 확산 접합에 의해 접합되는 것이 바람직하다. 또한, 액상 확산 접합을 행하는 경우에는, Si 및 B를 함유하는 니켈기 합금으로 이루어지는 인서트재를, 모재(37)와 입상 또는 괴상의 공정 탄화물을 갖는 코발트기 합금 사이에 두고 접합을 행하는 것이 바람직하다.
인서트재에는 붕소(B), 실리콘(Si) 혹은 인(P) 등의 융점 강하 원소를 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. B, Si, P 등의 융점 강하 원소를 비접합재 중에 확산시킴으로써, 고상 확산 접합에 비교하여 접합시의 가압력을 작게 할 수 있고, 접합에 의한 변형을 적게 억제할 수 있다.
그물코형으로 연속하여 분포하는 공정 탄화물을 입상 또는 괴상으로 바꿔 불연속화하기 위해서는, 예를 들어 주조에 의해 얻게 된 합금에, 열간단조, 열간압연 등의 소성 가공을 실시하든지, 또는 이에 더하여 가열 처리(소둔)를 행하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기한 코발트기 합금의 접합 구조를 적용한 본 발명의 실시예인 구획 밸브를, 도7, 도8 및 도9를 이용하여 설명한다. 본 실시예의 구획 밸브(2)는 밸브 상자(51)를 갖고, 밸브 상자(밸브 케이싱)(51) 내에 밸브 막대(103)가 삽입되어 있다. 밸브 부재(50)는 밸브 막대(103)에 부착된다. 구획 밸브(2)는 용존 산소 분위기 하에서 사용된다. 환형의 밸브 시트(1a)가 밸브 부재(50)의 양측에 설치된다. 유체가 흐르는 통로(104)가 밸브 상자(51) 내에 형성된다. 환형의 한 쌍의 밸브 시트(1b)가 통로(104)에 면하여 밸브 상자(51)에 부착된다. 밸브 막대(103)를 내림으로써 밸브 부재(50)가 하강하여 한 쌍의 밸브 시트(1b) 사이에 삽입되고, 밸브 부재(50)에 설치된 밸브 시트(1a)가 밸브 시트(1b)와 접촉함으로써 구획 밸브(2)가 폐쇄된다. 즉, 통로(104) 내의 유체 흐름이 정지된다. 밸브 막대(103)를 올림으로써 밸브 부재(50)도 상승하고 통로(104) 내를 유체가 흐른다.
밸브 시트(1a)는, 도8에 도시한 바와 같이 본체부인 환형의 밸브 시트(52) 및 환형의 코발트기 합금부(53)를 갖는다. 밸브 시트(52)는 밸브 부재(50)에 부착되고, 코발트기 합금부(53)는 인서트재층(도시하지 않음)을 거쳐서 밸브 시트(52)에 접합되어 있다. 각각의 밸브 시트(1b)는, 도9에 도시한 바와 같이 본체부인 환형의 밸브 시트(54) 및 환형의 코발트기 합금부(55)를 갖는다. 밸브 시트(54)는 밸브 상자(51)에 부착되고, 코발트기 합금부(55)는 인서트재층(도시하지 않음)을 거쳐서 밸브 시트(54)에 접합되어 있다. 밸브 시트(52, 54) 모두, SCPH2(S25C 상당)의 주물이다. 구획 밸브(2)가 폐쇄되어 있는 상태에서는, 밸브 시트(1a)의 코발트기 합금부(53)가 밸브 시트(1b)의 코발트기 합금부(55)와 접촉하고 있다. 본 실시예에 있어서의 밸브 시트(52, 54)는, 전술한 코발트기 합금재의 접합 구조에 있어서의 모재(37)에 상당한다.
코발트기 합금부(53, 55)는 이하와 같이 제조된다. 주조 조직의 기지부에 그물코형의 공정 탄화물을 갖는 C 1.1 중량 %, Cr 29.7 중량 %, W 4.5 중량 %를 포함하는 코발트기 합금에 대해, 1050 내지 1100 ℃의 온도로 열간압연을 실시하고, 공정 탄화물을 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상으로 미세화하였다. 이 코발트기 합금으로부터 깎아 낸 두께 5 ㎜의 코발트기 합금 링을 코발트기 합금부(53, 55)로서 이용하였다. 코발트기 합금부(53, 55)는, 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상의 공정 탄화물을 갖는 코발트기 합금으로 만들어져 있다.
코발트기 합금부(53)를 밸브 시트(52)에 인서트재를 사이에 두고 코발트기합금부(53)의 자중에 의해 압박하였다. 또한, 코발트기 합금부(55)를 밸브 시트(54)에 인서트재를 사이에 두고 코발트기 합금부(55)의 자중에 의해 압박하였다. 그리고, 코발트기 합금부(53)와 밸브 시트(52)가, 또한 코발트기 합금부(55)와 밸브 시트(54)가, 각각 인서트재를 사이에 둔 상태에서, 하기에 나타낸 조건으로 액상 확산 접합되었다. 또, 각 인서트재는 Si 4.5 중량 % 및 B 3.2 중량 %를 포함하고, 잔량부가 Ni로 이루어지는 니켈기 합금으로 이루어지고, 두께가 40 ㎛이다. 인서트재의 고상선 온도는 약 980 ℃, 액상선 온도는 약 1040 ℃이다.
상기한 액상 확산 접합은 접합 온도 : 110O ℃, 보유 지지 시간 : 1 시간, 진공도 : 2 × 10-4torr, 가압력 : 80 g/㎠의 조건으로 행하였다. 인서트재에는 융점 강하 원소인 Si, B가 함유되어 있으므로, 인서트재의 융점은 피접합재[밸브 시트(52)와 코발트기 합금부(53) 및 밸브 시트(54)와 코발트기 합금부(55)]보다도 낮다. 그러나, 접합 온도로 보유 지지되어 있는 동안에, 인서트재에 포함된 Si 및 B는 피접합재 중으로 확산되어 인서트재의 융점이 상승되므로, 접합 중에 인서트재의 응고가 진행한다. 이와 같이 하여, 액층 확산 접합이 완료된다.
밸브 시트(52)와 코발트기 합금부(53)가 액상 확산 접합에 의해 접합되었을 때, 밸브 시트(52) 상에 인서트재층이 형성되고, 인서트재층 상에 코발트기 합금부(53)층이 형성된다. 또한, 밸브 시트(54)와 코발트기 합금부(55)가 액상 확산 접합에 의해 접합되었을 때, 밸브 시트(54) 상에 인서트재층이 형성되고, 인서트재층 상에 코발트기 합금부(55)층이 형성된다. 코발트기 합금부(53)층 및 코발트기 합금부(55)층은, 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상의 공정 탄화물을 갖고 있다. 접합 후에, 각각의 접합 계면의 단면 관찰을 실시한 바, 보이드 등의 접합 결함은 확인되지 않고, 양호한 접합 상태를 나타내고 있었다. 본 실시예에 의한 구획 밸브는 밸브 시트의 표면이 미세한 입상 또는 괴상의 공정 탄화물에 의해 구성되어 있으므로, 패딩 외의 방법에 의해 얻게 되는 그물코형의 공정 탄화물에 의해 구성되는 밸브 시트에 비해, 밸브 시트는 유체 중의 용존 산소에 의한 부식 손상을 받기 어렵다. 또한 주조 조직의 기지부의 탈락이 억제되므로, 밸브 시트의 부식 진행이 억지되고, 내누설 성능의 저하가 방지된다. 코발트기 합금부(53)층 및 코발트기 합금부(55)층은 내마모성도 크다. 본 실시예의 구획 밸브(2)는 밸브 시트가 내식성 및 내마모성이 우수하므로, 수명이 길고, 게다가 보수 빈도를 저감할 수 있다.
전술한 코발트기 합금의 접합 구조를 적용한 본 발명의 다른 실시예인 역지 밸브를, 도10을 이용하여 설명한다. 본 실시예의 역지 밸브(3)는 밸브 상자(38)를 갖고, 밸브 상자(38) 내에 밸브 부재 서포트(40)에 부착된 밸브 부재(39)를 배치하고 있다. 밸브 부재 서포트(40)는 밸브 상자(38)에 회전 가능하게 부착된다. 밸브 시트(1d)가 밸브 상자(38) 내에 형성된 통로(41)에 면한 위치에서 밸브 상자(38)에 부착된다. 밸브 시트(1c)는 밸브 부재(39)에 밸브 시트(1d)와 대향하도록 부착된다. 역지 밸브(3)는 통로(41)로부터 밸브 상자(38) 내의 통로(42)를 향한 유체를 흐르게 하지만, 통로(42)로부터 통로(41)를 향한 유체의 흐름(역류)이 생긴 때에는 밸브 부재(39)가 밸브 시트(1d)에 압박되어 유체의 역류를 저지한다. 이 때, 구체적으로는 밸브 시트(1C)가 밸브 시트(1d)에 접촉한다. 밸브 시트(1c)는, 도시하지 않았지만, 전술한 밸브 시트(1a)와 같이, 본체부인 환형의 밸브 시트(52) 및 환형의 코발트기 합금부(53)를 갖는다. 밸브 시트(52)는 밸브 부재(39)에 부착되고, 코발트기 합금부(53)는 인서트재층을 거쳐서 밸브 시트(52)에 접합되어 있다. 밸브 시트(1d)는, 도시하지 않았지만 전술한 밸브 시트(1b)와 같이 본체부인 환형의 밸브 시트(54) 및 환형의 코발트기 합금부(55)를 갖는다. 밸브 시트(54)는 밸브 상자(51)에 부착되고, 코발트기 합금부(55)는 인서트재층(도시하지 않음)을 거쳐서 밸브 시트(54)에 접합되어 있다. 밸브 시트(52, 54) 모두, SCPH2(S25C 상당)의 주물이다. 이들 밸브 시트(52, 54)는 본 실시예에 있어서의 밸브 시트(52, 54)는 전술한 코발트기 합금의 접합 구조에 있어서의 모재(37)에 상당한다.
역지 밸브(3)에 이용하는 코발트기 합금부(53, 55)는 이하와 같이 제조된다.
주조 조직의 기지부에 그물코형의 공정 탄화물을 갖는 코발트기 합금에 대해, 1050 내지 1100 ℃에서의 열간단조를 실시하였다. 이에 의해, 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상으로 분단된 공정 탄화물을 갖고, C 1.1 중량 %, Cr 29.7 중량 %, W 4.5 중량 %를 포함하고, 잔량부가 Co로 이루어져 고경도의 코발트기 합금을 얻었다. 이 코발트기 합금으로부터 두께 5 ㎜의 링을 깎아 내어, 역지 밸브(3)에 이용하는 코발트기 합금부(53, 55)로 하였다. 이들의 코발트기 합금부(53, 55)는 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상의 공정 탄화물을 갖는 코발트기 합금으로 만들어져 있다.
코발트기 합금부(53)를 밸브 시트(52)에 인서트재를 사이에 두고 코발트기합금부(53)의 자중에 의해 압박하였다. 또한, 코발트기 합금부(55)를 밸브 시트(54)에 인서트재를 사이에 두고 코발트기 합금부(55)의 자중에 의해 압박하였다. 그리고, 코발트기 합금부(53)와 밸브 시트(52)가, 또한 코발트기 합금부(55)와 밸브 시트(54)가, 각각 인서트재를 사이에 둔 상태에서, 하기에 나타낸 조건으로 액상 확산 접합되었다. 또, 각 인서트재는 CR 중량 %, Fe 3 중량 %, Si 4.5 중량 % 및 B 3.2 중량 %를 포함하고, 잔량부가 Ni로 이루어지는 니켈기 합금으로 이루어져 두께가 40 ㎛이다. 인서트재의 고상선 온도는 약 970 ℃이며, 액상선 온도는 약 1090 ℃이다.
본 실시예에 있어서의 상기 액층 확산 접합은, 접합 온도 : 1090 ℃, 보유 지지 시간 : 1시간, 진공도 : 2 × 10-4torr, 가압력 : 50 g/㎠의 조건으로 행하였다. 구획 밸브(2)의 경우와 같이, 인서트재에 포함된 Si 및 B는 피접합재 중으로 확산되어 인서트재의 융점이 상승되므로, 접합 중에 인서트재의 응고가 진행된다. 밸브 시트(52)와 코발트기 합금부(53)가 액합 확산 접합에 의해 접합되었을 때, 밸브 시트(52) 상에 인서트재층이 형성되고, 인서트재층 상에 코발트기 합금부(53)층이 형성된다. 또한, 밸브 시트(54)와 코발트기 합금부(55)가 액상 확산 접합에 의해 접합되었을 때, 밸브 시트(54) 상에 인서트재층이 형성되고, 인서트재층 상에 코발트기 합금부(55)층이 형성된다. 코발트기 합금부(53)층 및 코발트기 합금부(55)층은 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상의 공정 탄화물을 갖고 있다.
접합 후, 접합 계면의 단면 관찰을 실시한 바, 보이드 등의 접합 결함은 인정되지 않고, 양호한 접합 상태를 나타냈다. 또한, 본 실시예에 의한 역지 밸브도, 밸브 시트 표면부에 위치하는 코발트기 합금부의 공정 탄화물이 미세하게 되어 있으므로, 용존 산소에 의한 공정 탄화물의 부식 발생이 억제되고, 주조 조직의 기지부의 탈락이 억제된다. 이로 인해, 밸브 시트의 부식이 억지되어 내누설 성능의 저하가 억제된다. 또한, 본 실시예에서는 인서트재에 내식성이 양호한 Cr이 포함되는 합금을 사용하고 있으므로, 접합부의 내식성 특히 용존 산소가 많은 고온 고압의 물 혹은 수증기 분위기 하에서의 접합부의 내식성을 보유 지지할 수 있다. 또한, 코발트기 합금부(53)층 및 코발트기 합금부(55)층은 내마모성도 크다. 본 실시예의 역지 밸브(3)는 밸브 시트가 내식성 및 내마모성이 우수하므로, 수명이 길고, 게다가 보수 빈도를 저감할 수 있다.
전술한 코발트기 합금의 접합 구조를 적용한 본 발명의 다른 실시예인 안전 밸브를, 도11을 이용하여 설명한다. 본 실시예의 안전 밸브(43)는 밸브 상자(밸브 케이싱)(44)를 갖고, 밸브 상자(44) 내에 밸브 막대(46)로 가압되는 밸브 부재(56)를 갖는다. 밸브 부재(56)는 밸브 막대(46)에 연결되어 있지 않고 그에 접촉하고 있을 뿐이다. 코일 스프링(47)이 밸브 상자(44) 내에 배치된다. 코일 스프링(47)의 하단부는 밸브 상자(44)에 부착되는 스프링 받침부(48)와 접촉하고, 코일 스프링(47)의 하단부는 밸브 막대(46)에 부착되는 스프링 받침부(49)에 접촉하고 있다. 즉, 코일 스프링(47)은 스프링 받침부(48)와 스프링 받침부(49) 사이에 배치된다. 환형의 밸브 시트(60)가 유로(62)에 면하도록 밸브 상자(44)의 하부에 설치된다. 코일 스프링(47)의 작용에 의해, 밸브 막대(46)가 밸브 부재(56)를 하방으로 압박하여 밸브 부재(56)를 밸브 시트(60)로 압박한다. 이 상태에서는, 유로(62)로부터유로(63)로의 유체의 흐름이 저지된다. 유체의 압력이 코일 스프링(47)의 압박력을 극복하는 값 이상으로 증대할 때, 그 유체 압력에 의해 코일 스프링(47)이 압축되어 밸브 부재(56)가 위로 밀려 올라가게 되므로, 유로(62)로부터 유로(63)를 향해 유체가 흐른다. 밸브 부재(56)보다도 상류측 유로(62) 내의 압력이 높은 유체가 외부로 방출된다.
밸브 시트(60)는 환형의 밸브 시트(59) 및 환형의 코발트기 합금부(61)를 갖고, 밸브 시트(59)와 코발트기 합금부(61) 사이에는 도시되어 있지 않지만 도1과 같이 인서트재층이 존재한다. 밸브 부재(56)에도 환형의 밸브 시트(64)가 설치되고 있고 이 밸브 시트(64)는 환형의 밸브 시트(57) 및 환형의 코발트기 합금부(58)를 구비한다. 밸브 시트(57)와 코발트기 합금부(58) 사이에는 도시되어 있지 않지만 도1과 같이 인서트재층이 존재한다. 밸브 시트(57, 59)는 모두 SCPH2로 구성된다. 코발트기 합금부(58, 61)의 각각의 조성은 구획 밸브(2)에 있어서의 코발트기 합금부(53)의 조성과 동일하며, 코발트기 합금부(58, 61)도 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상의 공정 탄화물을 갖는다. 밸브 시트(60, 64)의 인서트재층의 기초가 되는 인서트재의 조성도 구획 밸브(2)에서 이용한 인서트재의 조성과 동일하다. 코발트기 합금부(58)와 코발트기 합금부(61)는 서로 대향하고 있다. 밸브 시트(57)와 코발트기 합금부(58) 사이에 인서트재를 개재시키고, 또한 밸브 시트(59)와 코발트기 합금부(61) 사이에 인서트재를 개재시켜, 구획 밸브(2)와 같은 조건으로 액상 확산 접합을 각각 행하였다.
이상에 서술한 바와 같은 코발트기 합금의 접합 구조를 갖는 안전 밸브(43)는 구획 밸브(2)와 같은 효과를 얻을 수 있다.
전술한 코발트기 합금의 접합 구조를 적용한 본 발명의 다른 실시예인 볼형 밸브를, 도12를 이용하여 설명한다. 본 실시예의 볼형 밸브(65)는 밸브 상자(66) 내에 밸브 막대(67)를 배치하고, 밸브 부재(68)에도 환형의 밸브 시트(69)가 부착되어 있다. 밸브 부재(68)가 밸브 막대(67)의 하단부에 설치된다. 환형의 밸브 시트(72)가 밸브 상자(66)에 설치된다. 밸브 부재(68)가 밸브 시트(72)로부터 떨어져 상방에 위치할 때, 밸브 상자(66)의 유로(75)로 유입한 유체는 밸브 시트(72) 내를 상방을 향해 흘러, 유로(76) 내에 도달한다.
밸브 시트(69)는 환형의 밸브 시트(70) 및 환형의 코발트기 합금부(71)를 갖고, 밸브 시트(70)와 코발트기 합금부(71) 사이에는 도시되어 있지 않지만 도1과 같이 인서트재층이 존재한다. 다른 쪽 밸브 시트(72)는 환형의 밸브 시트(73) 및 환형의 코발트기 합금부(74)를 구비한다. 밸브 시트(73)와 코발트기 합금부(74) 사이에는 도시되어 있지 않지만 도1과 같이 인서트재층이 존재한다. 밸브 시트(69, 73)는 모두 SCPH2로 구성된다. 코발트기 합금부(71, 74)의 각각의 조성은 구획 밸브(2)에 있어서의 코발트기 합금부(53)의 조성과 동일하며, 코발트기 합금부(71, 74)도 입경 30 ㎛ 이하의 입상 또는 괴상의 공정 탄화물을 갖는다. 밸브 시트(69, 72)의 인서트재층의 기초가 되는 인서트재의 조성도 구획 밸브(2)로 이용한 인서트재의 조성과 동일하다. 코발트기 합금부(71)와 코발트기 합금부(74)는 서로 대향하고 있다. 밸브 시트(70)와 코발트기 합금부(71) 사이에 인서트재를 개재시키고, 또한 밸브 시트(73)와 코발트기 합금부(74) 사이에 인서트재를 개재시켜, 구획 밸브(2)와 같은 조건으로 액상 확산 접합을 각각 행하였다.
이상에 서술한 바와 같은 코발트기 합금재의 접합 구조를 갖는 볼형 밸브(65)는 구획 밸브(2)와 같은 효과를 얻을 수 있다.
비등 수형 원자력 발전 플랜트의 개략 구성을, 도13을 이용하여 설명한다. 냉각재는 원자로 압력 용기(14) 내에서 노심에서 발생하는 열에 의해 가열되어 고온 고압의 증기가 되어, 주요 증기계의 주요 증기관(15)을 통해, 고압 터빈(18)으로 도입된다. 주요 증기관(15)에는 도11에 도시한 안전 밸브(43)가 설치된다(도시하지 않음). 고압 터빈(18)으로부터의 배출 증기는 습분 분리기(17)를 지나서 저압 터빈(19)으로 도입된다. 증기의 고압 터빈(18) 및 저압 터빈(19)으로의 도입에 의해, 이들 터빈이 회전하여 발전기(20)가 구동된다. 발전기(20)에서 발생한 전기는 주요 변압기(21)를 지나서 송전선으로 유도된다. 고압 터빈(18) 및 저압 터빈(19)으로부터의 배출 증기는 주요 복수기(10)에 의해 응축되어 물이 된다. 이 물은 급수가 되어, 도1에 도시한 코발트기 합금의 접합 구조가 밸브 시트 및 밸브 부재에 적용된 밸브[예를 들어 구획 밸브(2) 및 역지 밸브(3) 등]가 다수 설치된 급수계(6)에 의해 원자로 압력 용기(14) 내로 복귀된다. 즉, 주요 복수기(10)로부터 배출된 급수는 저압 복수 펌프(25)로 승압되어 복수 여과 장치(28) 및 복수 탈염 장치(29)로 이송되어 정화되고, 고압 복수 펌프(36)에 의해 더욱 승압되어 저압 급수 가열기(7)로 이송된다. 저압 급수 가열기(7)에서 가열된 급수는 급수 펌프(30)에서 더욱 승압되어 고압 급수 가열기(31)로 가열되고, 급수관(9)을 통해 원자로 압력 용기(14)로 복귀된다. 원자로 압력 용기(14)는 원자로 저장 용기(13)내에 설치된다. 원자로 압력 용기(14) 내의 냉각재를 정화하는 노정화계(5)는 열교환기(33) 및 여과 탈염기(34)를 구비한다. 붕산 스프레계는 SLC 탱크(11) 및 SLC 펌프(12)를 갖는다. 주요 복수기(10)로 분리된 방사성 기체를 정화하는 오프 가스 처리계는 공기 추출기(24), 활성탄 충전탑(23) 및 배기통(22)을 구비한다. 비등 수형 원자력 발전 플랜트는, 또한 재순환계(8), 복수 저장조(27), 제어 막대 구동계(32) 및 원자로 격리시 냉각계(35)를 구비한다. 도시되어 있지 않지만, 재순환계(8)는 전술한 구획 밸브(2)가 설치되고, 노정화계(5), 제어 막대 구동계(32) 및 원자로 격리시 냉각계(35)는 전술한 구획 밸브(2) 및 역지 밸브(3)를 각각 복수개 설치하고 있다. 전술한 볼형 밸브(65)도, 비등 수형 원자력 발전 플랜트의 상기의 각 계통에 이용된다. 전술한 주요 증기계, 노정화계(5), 급수계(6), 재순환계(8), 제어 막대 구동계(32) 및 원자로 격리시 냉각계(35)는 원자로 압력 용기(14), 즉 노심을 내장하는 원자로에 접속되고, 원자로 내의 냉각재가 흐르는 계통이다.
상기의 비등 수형 원자력 발전 플랜트는, 용존 산소 분위기 하에 있는 밸브에, 내식성 및 내마모성이 우수한 구획 밸브(2), 역지 밸브(3) 및 볼형 밸브(65)를 다수 설치하고 있으므로, 이들 밸브의 보수 빈도가 감소되는 동시에, 밸브 시트의 부식에 의해 발생하는 코발트(Co)의 용출을 억제할 수 있어, 그 결과 밸브 시트로부터 용출한 Co가 노심으로 유입함으로써 발생하는 긴 수명의 Co 동위 원소 발생을 억제할 수 있고, 원자력 발전 플랜트의 작업원의 피폭을 저감할 수 있다. 이로 인해, 밸브에 필요로 하는 보수 시간이 현저히 감소되므로, 비등 수형 원자력 발전플랜트의 정기 검사시에 있어서의 정기 검사의 작업을 적게 할 수 있고, 피폭량의 저감과 아울러, 원자력 발전 플랜트의 정기 검사시의 작업을 합리화할 수 있다. 전술한 구획 밸브(2), 역지 밸브(3), 안전 밸브(43) 및 볼형 밸브(65)는 가압 수형 원자력 발전 플랜트에 있어서도 노심을 내장하는 원자로에 접속되는 각 계통의 배관에 설치할 수 있다.
본 발명에 따르면, 확산 접합 후에 있어서의 코발트기 합금부에 입상 또는 괴상의 공정 탄화물이 존재하므로, 코발트기 합금의 접합 구조에 있어서의 코발트기 합금부는 내식 내마모성이 우수하다.

Claims (15)

  1. 금속 마이크로 조직의 기지부에 입상 또는 괴상을 한 공정 탄화물이 분산되는 코발트기 합금부와 모재 금속부 사이에 인서트재를 배치하여 코발트기 합금재부가 상기 모재 금속부에 확산 접합되어 있는 코발트기 합금의 접합 구조이며,
    상기 모재 금속부 상에 상기 인서트재층이 형성되고, 상기 인서트재층 상에 상기 코발트기 합금부가 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 코발트기 합금의 접합 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모재 금속부 및 상기 코발트기 합금부는 상기 인서트재로부터 확산된 원소를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코발트기 합금의 접합 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인서트재층은 상기 모재 금속부로부터 확산된 원소 및 상기 코발트기 합금부로부터 확산된 코발트를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코발트기 합금의 접합 구조.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 탄화물의 입경이 30 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 코발트기 합금재의 접합 구조.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모재 금속부가 탄소강, 저합금강 및 스테인레스강 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 코발트기 합금재의 접합 구조.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코발트기 합금부가 중량이 C 0.6 내지 3 %, Si 2 % 이하, Cr 25 내지 32 %, W 15 % 이하, Fe 0 내지 3 %, Ni 0 내지 3 %, Mo 0 내지 6 %를 포함하고, 잔량부가 Co 및 불가피 불순물인 것을 특징으로 하는 코발트기 합금재의 접합 구조.
  7. 밸브 상자와, 상기 밸브 상자 내에 배치된 밸브 부재를 구비하고, 상기 밸브 상자는 상기 밸브 부재와 접촉하는 밸브 시트를 갖는 밸브에 있어서,
    상기 밸브 시트는 금속 마이크로 조직의 기지부에 입상 또는 괴상을 한 공정 탄화물이 분산되는 코발트기 합금부로서 상기 밸브 부재에 접촉되는 코발트기 합금부 및 상기 밸브 상자에 설치된 본체부를 갖고,
    상기 코발트기 합금부와 상기 본체부 사이에 인서트재를 배치하여 상기 코발트기 합금부가 상기 본체부에 확산 접합되어 있고,
    상기 본체부 상에 상기 인서트재층이 형성되고, 이 인서트재층 상에 상기 코발트기 합금부가 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
  8. 밸브 상자와, 상기 밸브 상자 내에 배치된 밸브 부재를 구비하고, 상기 밸브상자 및 상기 밸브 부재는 서로 접촉하는 밸브 시트를 각각 갖고 있는 밸브에 있어서,
    각 상기 밸브 시트는 금속 마이크로 조직의 기지부에 입상 또는 괴상을 한 공정 탄화물이 분산되는 코발트기 합금부로서 다른 쪽 상기 밸브 부재에 접촉되는 코발트기 합금부 및 상기 밸브 상자에 설치된 본체부를 갖고,
    상기 코발트기 합금부와 상기 본체부 사이에 인서트재를 배치하여 상기 코발트기 합금부가 상기 본체부에 확산 접합되어 있고,
    상기 본체부 상에 상기 인서트재층이 형성되고, 이 인서트재층 상에 상기 코발트기 합금부가 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
  9. 제8항에 있어서, 상기 모재 금속부 및 상기 코발트기 합금부는 상기 인서트재로부터 확산된 원소를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 인서트재층은 상기 모재 금속부로부터 확산된 원소 및 상기 코발트기 합금부로부터 확산된 코발트를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 탄화물의 입경이 30 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 밸브.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체부가 탄소강, 저합금강 및 스테인레스강 중 어느 하나로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코발트기 합금재가 중량이 C 0.6 내지 3 %, Si 2 % 이하, Cr 25 내지 32 %, W 15 % 이하, Fe 0 내지 3 %, Ni 0 내지 3 %, Mo 0 내지 6 %를 포함하고, 잔량부가 Co 및 불가피 불순물로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
  14. 노심을 내장하는 원자로와, 원자로 내의 냉각재가 흐르는 계통과, 상기 계통의 배관에 설치된 밸브를 구비한 원자로 플랜트에 있어서,
    상기 밸브가 밸브 상자와, 상기 밸브 상자 내에 배치된 밸브 부재를 구비하고,
    상기 밸브 상자는 상기 밸브 부재와 접촉하는 밸브 시트를 갖고,
    상기 밸브 시트는 금속 마이크로 조직의 기지부에 입상 또는 괴상을 한 공정 탄화물이 분산되는 코발트기 합금부로서 상기 밸브 부재에 접촉되는 코발트기 합금부 및 상기 밸브 상자에 설치된 본체부를 갖고,
    상기 코발트기 합금부와 상기 본체부 사이에 인서트재를 배치하여 상기 코발트기 합금부가 상기 본체부에 확산 접합되어 있고,
    상기 본체부 상에 상기 인서트재층이 형성되고, 이 인서트재층 상에 상기 코발트기 합금부가 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 원자로 플랜트.
  15. 노심을 내장하는 원자로와, 원자로 내의 냉각재가 흐르는 계통과, 상기 계통의 배관에 설치된 밸브를 구비한 원자로 플랜트에 있어서,
    상기 밸브는 밸브 상자와, 상기 밸브 상자 내에 배치된 밸브 부재를 구비하고,
    상기 밸브 상자 및 상기 밸브 부재는 서로 접촉하는 밸브 시트를 각각 갖고 있고,
    각 상기 밸브 시트는 금속 마이크로 조직의 기지부에 입상 또는 괴상을 한 공정 탄화물이 분산되는 코발트기 합금부로서 다른 쪽 상기 밸브 부재에 접촉되는 코발트기 합금부 및 상기 밸브 상자에 설치된 본체부를 갖고,
    상기 코발트기 합금부와 상기 본체부 사이에 인서트재를 배치하여 상기 코발트기 합금부가 상기 본체부에 확산 접합되어 있고,
    상기 본체부 상에 상기 인서트재층이 형성되고, 이 인서트재층 상에 상기 코발트기 합금부가 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 원자로 플랜트.
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