KR20210055121A - Neutron absorber and the manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20210055121A KR1020190140765A KR20190140765A KR20210055121A KR 20210055121 A KR20210055121 A KR 20210055121A KR 1020190140765 A KR1020190140765 A KR 1020190140765A KR 20190140765 A KR20190140765 A KR 20190140765A KR 20210055121 A KR20210055121 A KR 20210055121A
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Abstract

The present invention relates to a neutron absorber having outstanding hot processability and excellent neutron absorbing performance which result from addition of Gd and B to an austenite-based stainless steel. According to the present invention, provided is a neutron absorber comprising 11 wt% to 13 wt% of Cr, 16 wt% to 18 wt% of Ni, 2.5 wt% to 3.5 wt% of Mo, 2.5 wt% to 3.5 wt% of Mn, 0.4 wt% to 0.6 wt% of Si, 0.5 wt% to 0.9 wt% of Gd, 0.7 wt% to 0.9wt% of B, and a remaining wt% of Fe.

Description

중성자 흡수체 및 그 제조 방법{Neutron absorber and the manufacturing method thereof}The neutron absorber and the manufacturing method thereof TECHNICAL FIELD

본 발명은 중성자 흡수체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, Gd와 B를 오스테나이트(austenite)계 스테인리스 스틸(stainless steel)에 첨가하여 열간 가공성이 우수하고 중성자 흡수능이 우수한 중성자 흡수체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a neutron absorber, and more particularly, to a neutron absorber having excellent hot workability and excellent neutron absorbing ability by adding Gd and B to austenitic stainless steel, and a method of manufacturing the same. will be.

사용 후 핵연료를 보관하기 위한 용기는 우수한 기계적 특성과 중성자 흡수 성능이 요구된다. 현재 상용화되고 있는 제품으로는 304 스테인리스 스틸(stainless steel)에 B을 첨가한 소재가 사용이 되고 있지만 B의 경우 1wt% 이상을 첨가하였을 때 열간가공성 저하의 문제로 제작이 어려우며 분말야금법으로 제작해야 하기 때문에 경제적이지 못하다는 단점이 있다.Containers for storing nuclear fuel after use are required to have excellent mechanical properties and neutron absorption performance. As a product currently commercially available, a material containing B added to 304 stainless steel is used, but in the case of B, when 1wt% or more is added, it is difficult to manufacture due to the problem of deterioration of hot workability, and it must be manufactured by powder metallurgy. Because of this, there is a disadvantage that it is not economical.

그렇기 때문에 B 보다 중성자 흡수능이 우수한 Gd를 B과 같이 첨가하여 소재를 개발하는 것이 하나의 해결책으로 제시 되고 있다. 하지만 Gd의 경우 고온에서 산소와의 결합력이 높기 때문에 일반적인 대기용해로를 이용하여 제품을 생산하였을 때 회수율이 낮은 특성을 보이며, 기지 조직 내 산화물을 이루고 있는 Gd-산화물(Gd-oxide)은 입자 크기(size)가 크며 열간가공 시 취성으로 작용할 수 있다. 그렇기 때문에 진공용해를 이용한 주조 법이 요구된다. Therefore, one solution is to develop a material by adding Gd, which has better neutron absorption capacity than B, along with B. However, in the case of Gd, the binding power with oxygen is high at high temperatures, so when the product is produced using a general atmospheric melting furnace, the recovery rate is low, and Gd-oxide, which is an oxide in the matrix structure, has a particle size ( size) is large and may act as brittle during hot processing. Therefore, a casting method using vacuum melting is required.

또한, Gd와 B는 모재에 일정량이 첨가될 경우 특정 원소와 결합하여 2차 화합물을 형성하려는 특성이 있기 때문에 열간가공성을 저해하는 요인으로 작용할 수 있으며, 이러한 2차 화합물은 모재인 오스테나이트계 스테인리스 스틸(austenite stainless steel)의 용융점 보다 낮은 온도에서 상 변태 구간을 가지게 된다. 그렇기 때문에 Gd 와 B가 형성하는 2차 상의 열간가공 온도는 일반적으로 적용되는 오스테나이트계 스테인리스 스틸(austenite stainless steel)과는 다른 조건이 필요하다. 따라서 Gd와 B를 포함하는 중성자 흡수체의 제조를 위해서는 오스테나이트계 스테인리스 스틸(austenite stainless steel)과는 다른 열간가공 방법이 요구된다.In addition, Gd and B can act as a factor that hinders hot workability, because when a certain amount of Gd and B are added to the base material, they are combined with a specific element to form a secondary compound, and these secondary compounds are the base material, austenitic stainless steel. At a temperature lower than the melting point of steel (austenite stainless steel), it has a phase transformation section. Therefore, the hot working temperature of the secondary phase formed by Gd and B needs different conditions from that of austenite stainless steel that is generally applied. Therefore, in order to manufacture a neutron absorber including Gd and B, a hot working method different from austenite stainless steel is required.

대한민국 공개특허 제10-2007-0024535호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2007-0024535 대한민국 등록특허 제10-2015-0042203호Korean Patent Registration No. 10-2015-0042203

따라서 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예의 해결하고자 하는 기술적 과제는, Gd와 B를 오스테나이트(austenite)계 스테인리스 스틸(stainless steel)에 첨가하고, 열간가공성을 향상시키도록 열간가공의 조건을 제어하여 제조된 판재 형 중성자 흡수능이 우수한 중성자 흡수체 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be solved of an embodiment of the present invention for solving the problems of the prior art described above is to add Gd and B to an austenitic stainless steel, and to improve hot workability. It is to provide a plate-type neutron absorber having excellent neutron absorption capacity and a method of manufacturing the same manufactured by controlling the conditions of hot working.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, Cr 11wt% 내지 13wt%, Ni 16wt% 내지 18wt%, Mo 2.5wt% 내지 3.5wt%, Mn 2.5wt% 내지 3.5wt%, Si 0.4wt% 내지 0.6wt%, Gd 0.5wt% 내지 0.9wt%, B 0.7wt% 내지 0.9wt% 및 잔부는 Fe을 포함하는 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체를 제공한다.One embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention described above, Cr 11wt% to 13wt%, Ni 16wt% to 18wt%, Mo 2.5wt% to 3.5wt%, Mn 2.5wt% to 3.5wt%, Si 0.4wt% to 0.6wt%, Gd 0.5wt% to 0.9wt%, B 0.7wt% to 0.9wt%, and the balance provides a neutron absorber characterized in that it contains Fe.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, Cr 11wt% 내지 13wt%, Ni 16wt% 내지 18wt%, Mo 2.5wt% 내지 3.5wt%, Mn 2.5wt% 내지 3.5wt%, Si 0.4wt% 내지 0.6wt%, Gd 0.5wt% 내지 0.9wt%, B 0.7wt% 내지 0.9wt% 및 잔부는 Fe을 포함하는 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체를 열간압연하여 제작된 중성자 흡수체 판재를 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention described above, Cr 11wt% to 13wt%, Ni 16wt% to 18wt%, Mo 2.5wt% to 3.5wt%, Mn 2.5wt% to 3.5wt%, Si 0.4wt% to 0.6wt%, Gd 0.5wt% to 0.9wt%, B 0.7wt% to 0.9wt%, and the balance provides a neutron absorber plate produced by hot rolling a neutron absorber, characterized in that it contains Fe do.

상기 열간압연은 950 ℃ 내지 1,050 ℃의 온도에서 수행된 것을 특징으로 한다. The hot rolling is characterized in that it is carried out at a temperature of 950 ℃ to 1,050 ℃.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 중성자 흡수체 소재 혼합물을 용융시켜 중성자 흡수체 소재 혼합물 용탕을 생성하는 중성자 흡수체 소재 용탕 생성단계; 상기 중성자 흡수체 소재 용탕에 Fe-Gd 모합금을 첨가하여 중성자 흡수체 용탕을 생성하는 중성자 흡수체 용탕 생성 단계; 상기 중성자 흡수체 용탕을 금형 몰드로 출탕하여 중성자 흡수체 주조물을 제작하는 주조단계; 및 상기 중성자 흡수체 주조물을 열처리하는 열처리 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체 제조 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention described above is a neutron absorber material molten metal generating step of generating a neutron absorber material mixture molten metal by melting the neutron absorber material mixture; A neutron absorber molten metal generating step of adding an Fe-Gd master alloy to the neutron absorber molten metal to generate a neutron absorber molten metal; A casting step of tapping the molten neutron absorber into a mold to produce a neutron absorber casting; And a heat treatment step of heat-treating the neutron absorber cast.

상기 중성자 흡수체 소재 용탕 생성단계의 상기 중성자 흡수체 소재 혼합물은, 전체 중성자 흡수체 중량에 대하여, Cr 11wt% 내지 13wt%, Ni 16wt% 내지 18wt%, Mo 2.5wt% 내지 3.5wt%, Mn 2.5wt% 내지 3.5wt%, Si 0.4wt% 내지 0.6wt% 및 B 0.7wt% 내지 0.9wt%를 포함하는 것을 특징으로 한다.The neutron absorber material mixture of the neutron absorber material molten metal generation step, based on the total weight of the neutron absorber, Cr 11wt% to 13wt%, Ni 16wt% to 18wt%, Mo 2.5wt% to 3.5wt%, Mn 2.5wt% to It is characterized by containing 3.5wt%, Si 0.4wt% to 0.6wt% and B 0.7wt% to 0.9wt%.

상기 중성자 흡수체 소재 용탕 생성단계는, 전체 중성자 흡수체 중량에 대해, Cr 11wt% 내지 13wt%, Ni 16wt% 내지 18wt%, Mo 2.5wt% 내지 3.5wt%, Mn 2.5wt% 내지 3.5wt%, Si 0.4wt% 내지 0.6wt% 및 B 0.7wt% 내지 0.9wt%를 포함하는 중성자 흡수체 소자 혼합물을 진공 용해하는 단계인 것을 특징으로 한다.The neutron absorber material molten metal generation step, based on the total weight of the neutron absorber, Cr 11wt% to 13wt%, Ni 16wt% to 18wt%, Mo 2.5wt% to 3.5wt%, Mn 2.5wt% to 3.5wt%, Si 0.4 It is characterized in that the step of vacuum dissolving a neutron absorber element mixture containing wt% to 0.6 wt% and B 0.7 wt% to 0.9 wt%.

상기 중성자 흡수체 용탕 생성 단계에서, 첨가되는 상기 Fe-Gd 모합금은, 전체 중성자 흡수체 소재 혼합물에 대하여 Gd 0.5wt% 및 잔부는 Fe의 조성비를 가지고 혼합되는 것을 특징으로 한다.In the step of generating the neutron absorber molten metal, the Fe-Gd master alloy added is mixed with 0.5wt% of Gd and the balance of Fe with respect to the total neutron absorber material mixture.

상기 중성자 흡수체 용탕 생성 단계에서, 상기 Fe-Gd 모합금은 진공 용해되는 것에 의해 Gd-산화물(Gd-oxide)의 생성이 억제되는 것을 특징으로 한다.In the step of generating the molten metal of the neutron absorber, the Fe-Gd master alloy is vacuum-dissolved, thereby suppressing the generation of Gd-oxide.

상기 중성자 흡수체 용탕 생성 단계는, 1,400 ℃ 내지 1,600 ℃의 상기 중성자 흡수체 소재 용탕에 상기 상기 Fe-Gd 모합금을 첨가한 후 1 내지 3분간 유지하여 상기 중성자 흡수체 용탕을 제조하는 단계인 것을 특징으로 한다.The step of generating the neutron absorber molten metal is a step of preparing the neutron absorber molten metal by adding the Fe-Gd master alloy to the molten metal of the neutron absorber material at 1,400° C. to 1,600° C. and maintaining for 1 to 3 minutes. .

상기 열처리 단계는, 850 ℃ 내지 1,200 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 한다.The heat treatment step is characterized in that it is carried out at 850 ℃ to 1,200 ℃.

상기 중성자 흡수체 제조 방법은, 열처리된 상기 중성자 흡수체 주조물을 열간 가공 조건을 제어하여 열간 압연하는 것에 의해 중성자 흡수체 판재를 제작하는 열간 압연 단계;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing the neutron absorber further comprises a hot rolling step of manufacturing a neutron absorber plate by hot rolling the heat treated neutron absorber casting by controlling hot working conditions.

상기 열간 압연 단계에서, 상기 열간 가공 조건은, 열간 압연 온도를 950 ℃ 내지 1,050 ℃로 유지하는 조건인 것을 특징으로 한다.In the hot rolling step, the hot working condition is a condition for maintaining the hot rolling temperature at 950°C to 1,050°C.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예의 중성자 흡수체 및 그 제조방법은, Gd와 B를 포함하여 진공 용해에 의해 생성되는 것에 의해 열간 가공 시 취성으로 작용하는 Gd-산화물의 생성을 억제하여 열간 가공을 용이하게 하는 효과를 제공한다.The neutron absorber and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention having the above-described configuration are hot working by suppressing the generation of Gd-oxide, which acts as brittle during hot working, by being produced by vacuum melting, including Gd and B. It provides an effect that facilitates.

또한, 본 발명의 일 실시예의 중성자 흡수체 및 그 제조 방법은, 중성자 흡수체의 제조 시 Gd와 B를 오스테나이트(austenite)계 스테인리스 스틸(stainless steel)에 첨가하여 진공용해에 의해 중성자 흡수체를 제조하는 것에 의해, B를 함유하면서도 열간 가공성을 향상시켜, 중성자 흡수체 판재를 열간가공으로 용이하게 제조할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In addition, the neutron absorber and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention include preparing a neutron absorber by vacuum melting by adding Gd and B to austenitic stainless steel when manufacturing the neutron absorber. Accordingly, it is possible to improve hot workability while containing B, thereby providing an effect of making it possible to easily manufacture a neutron absorber plate material by hot working.

또한, 본 발명의 일 실시예의 중성자 흡수체 및 그 제조 방법은, 중성자 흡수체의 열간가공의 조건을 제어하는 것에 의해 열간가공성을 향상시켜, 중성자 흡수체 판재를 용이하게 제조할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In addition, the neutron absorber and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention improve hot workability by controlling the hot working conditions of the neutron absorber, thereby providing an effect of making it possible to easily manufacture a neutron absorber plate material.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 중성자 흡수체 제조 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 2는 시편 합금들의 쉐플러 다이어 그램.
도 3은 시편 합금들의 DTA 분석 결과 그래프.
도 4는 Gd-Ni 상 다이어그램(Gd-Ni phase diagram).
도 5는 합금 1(alloy1)의 XRD 분석 결과 그래프.
도 6은 합금 2(alloy 2)의 XRD 분석 결과 그래프.
도 7은 합금 3(alloy 3)의 XRD 분석 결과 그래프
도 8은 합금 1-3(alloy 1-3)의 글리블 테스트 결과 그래프.
도 9는 기계적 특성 분석 결과 그래프.
1 is a flow chart showing a processing process of a method for manufacturing a neutron absorber according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a Schaeffler diagram of the specimen alloys.
3 is a graph of the results of DTA analysis of the specimen alloys.
4 is a Gd-Ni phase diagram.
5 is a graph of the results of XRD analysis of alloy 1 (alloy1).
6 is a graph of the XRD analysis result of alloy 2 (alloy 2).
7 is a graph of the results of XRD analysis of alloy 3
Figure 8 is a graph of the results of the glbble test of the alloy 1-3 (alloy 1-3).
9 is a graph of the mechanical properties analysis results.

이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, bonded)" with another part, it is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in the middle. "Including the case. In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided, not excluding other components, unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 중성자를 차단할 수 있는 소재를 제작하기 위해 사용되는 Gd의 경우 산소와의 반응성이 매우 높기 때문에 용해 중 산소와의 반응성을 최소화 하기 위하여 진공용해로에서 용융을 하며, 응고 중 Gd와 B화합물의 경우 결정립이 증가함에 따라 열간가공성이 낮아지는 어려움이 있기 때문에 금형 몰드를 사용한다. 합금의 목표조성에 맞는 Fe, Cr, Ni, Mo, Mn, Si, B을 진공유도 용해로를 이용하여 주조를 하며, Gd를 제외한 모든 합금을 용해 후 1,400 내지 1,600℃, 바람직하게는, 1,500℃에서 일정한 크기의 Fe-Gd 모합금을 첨가하여 2분간 유지 후 금형 몰드에 출탕 한다.In the present invention, in the case of Gd, which is used to manufacture a material capable of blocking neutrons, since it has very high reactivity with oxygen, it is melted in a vacuum melting furnace to minimize the reactivity with oxygen during melting, and the Gd and B compounds are In this case, a mold mold is used because there is a difficulty in lowering the hot workability as the grains increase. Cast Fe, Cr, Ni, Mo, Mn, Si, and B suitable for the target composition of the alloy using a vacuum induction furnace, and after dissolving all alloys except Gd, at 1,400 to 1,600°C, preferably at 1,500°C. After adding the Fe-Gd master alloy of a certain size, holding for 2 minutes, tap the mold into the mold.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예는, Cr 11wt% 내지 13wt%, Ni 16wt% 내지 18wt%, Mo 2.5wt% 내지 3.5wt%, Mn 2.5wt% 내지 3.5wt%, Si 0.4wt% 내지 0.6wt%, Gd 0.5wt% 내지 0.9wt%, B 0.7wt% 내지 0.9wt% 및 잔부는 Fe을 포함하는 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체를 제공한다.Accordingly, one embodiment of the present invention, Cr 11wt% to 13wt%, Ni 16wt% to 18wt%, Mo 2.5wt% to 3.5wt%, Mn 2.5wt% to 3.5wt%, Si 0.4wt% to 0.6wt% %, Gd 0.5wt% to 0.9wt%, B 0.7wt% to 0.9wt%, and the balance provides a neutron absorber comprising Fe.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 중성자 흡수체 제조 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.1 is a flow chart showing a processing process of a method for manufacturing a neutron absorber according to an embodiment of the present invention.

도 1과 같이, 본 발명의 다른 실시예의 중성자 흡수체 제조 방법은, 중성자 흡수체 소재 혼합물을 용융시켜 중성자 흡수체 소재 혼합물 용탕을 생성하는 중성자 흡수체 소재 용탕 생성단계(S10), 상기 중성자 흡수체 소재 용탕에 Fe-Gd 모합금을 첨가하여 중성자 흡수체 용탕을 생성하는 중성자 흡수체 용탕 생성 단계(S20), 상기 중성자 흡수체 용탕을 금형 몰드로 출탕하여 중성자 흡수체 주조물을 제작하는 주조단계(S30) 및 상기 중성자 흡수체 주조물을 열처리하는 열처리 단계(S40) 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1, the method for manufacturing a neutron absorber according to another embodiment of the present invention includes a step of generating a neutron absorber material mixture molten metal by melting a neutron absorber material mixture (S10), and Fe- in the neutron absorber material molten metal. The neutron absorber melt generating step (S20) of generating a neutron absorber melt by adding a Gd master alloy, a casting step (S30) of tapping the neutron absorber melt into a mold mold to produce a neutron absorber cast (S30), and heat treatment of the neutron absorber casting. It characterized in that it comprises a heat treatment step (S40).

상기 중성자 흡수체 소재 용탕 생성단계(S10)에서 상기 중성자 흡수체 소재 혼합물은, 전체 중성자 흡수체 중량에 대하여 Cr 11wt% 내지 13wt%, Ni 16wt% 내지 18wt%, Mo 2.5wt% 내지 3.5wt%, Mn 2.5wt% 내지 3.5wt%, Si 0.4wt% 내지 0.6wt% 및 B 0.7wt% 내지 0.9wt%를 포함할 수 있다.In the neutron absorber material molten metal generating step (S10), the neutron absorber material mixture is Cr 11wt% to 13wt%, Ni 16wt% to 18wt%, Mo 2.5wt% to 3.5wt%, Mn 2.5wt% with respect to the total weight of the neutron absorber material. % To 3.5wt%, Si 0.4wt% to 0.6wt%, and B 0.7wt% to 0.9wt%.

상기 중성자 흡수체 소재 용탕 생성단계(S20)는, 전체 중성자 흡수체 중량에 대하여 Cr 11wt% 내지 13wt%, Ni 16wt% 내지 18wt%, Mo 2.5wt% 내지 3.5wt%, Mn 2.5wt% 내지 3.5wt%, Si 0.4wt% 내지 0.6wt% 및 B 0.7wt% 내지 0.9wt%를 포함하는 중성자 흡수체 소자 혼합물을 진공 용해하는 것에 의해 단계인 것을 특징으로 한다.The neutron absorber material molten metal generation step (S20), based on the total weight of the neutron absorber, Cr 11wt% to 13wt%, Ni 16wt% to 18wt%, Mo 2.5wt% to 3.5wt%, Mn 2.5wt% to 3.5wt%, It is characterized in that it is a step by vacuum melting a neutron absorber element mixture containing 0.4 wt% to 0.6 wt% of Si and 0.7 wt% to 0.9 wt% of B.

상기 중성자 흡수체 용탕 생성 단계(S20)에서, 첨가되는 상기 Fe-Gd 모합금은, 전체 중성자 흡수체 중량에 대하여 Gd 0.5wt% 및 잔부는 Fe의 조성비를 가지고 혼합되는 것을 특징으로 한다.In the step of generating the neutron absorber molten metal (S20), the Fe-Gd master alloy added is mixed with 0.5wt% of Gd and the balance of Fe based on the total weight of the neutron absorber.

상기 중성자 흡수체 용탕 생성 단계(S20)에서, 상기 Fe-Gd 모합금은 진공 용해되는 것에 의해 Gd-산화물(Gd-oxide)의 생성이 억제되는 것을 특징으로 한다.In the step of generating the neutron absorber molten metal (S20), the Fe-Gd master alloy is vacuum-dissolved, thereby suppressing the generation of Gd-oxide.

상기 중성자 흡수체 용탕 생성 단계에서, 1,400 ℃ 내지 1,600 ℃, 바람직하게는, 1,500 ℃의 상기 중성자 흡수체 소재 용탕에 상기 상기 Fe-Gd 모합금을 첨가한 후 1 내지 3분, 바람직하게는 2분간 유지하여 상기 중성자 흡수체 용탕을 제조하는 단계인 것을 특징으로 한다.In the step of generating the neutron absorber molten metal, after adding the Fe-Gd master alloy to the molten metal of the neutron absorber material at 1,400° C. to 1,600° C., preferably 1,500° C., it is maintained for 1 to 3 minutes, preferably for 2 minutes. It is characterized in that the step of preparing the neutron absorber molten metal.

상기 열처리 단계(S40)는, 850 ℃ 내지 1,200 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 한다.The heat treatment step (S40) is characterized in that it is performed at 850 ℃ to 1,200 ℃.

상기 중성자 흡수체 제조 방법은, 열처리된 상기 중성자 흡수체 주조물을 열간 가공 조건을 제어하여 열간 압연하는 것에 의해 중성자 흡수체 판재를 제작하는 열간 압연 단계(S50)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The method of manufacturing the neutron absorber may further include a hot rolling step (S50) of manufacturing a neutron absorber plate by hot rolling the heat-treated neutron absorber casting by controlling hot working conditions.

상기 열간 압연 단계에서, 상기 열간 가공 조건은, 열간 압연 온도를 950 ℃ 내지 1,050 ℃로 유지하는 조건일 수 있다.In the hot rolling step, the hot working condition may be a condition for maintaining the hot rolling temperature at 950°C to 1,050°C.

<실험예><Experimental Example>

본 발명에 따르는 중성자 흡수체 제조 방법에 의해 제작된 중성자 흡수체 주조물인 시편 합금으로 특성 실험을 수행하였다.Characteristic experiments were performed with a specimen alloy, which is a neutron absorber cast manufactured by the method for manufacturing a neutron absorber according to the present invention.

표 1은 실험을 위해 시작된 시편 합금(합금 1 내지 3)의 조성비를 나타내는 표이다.Table 1 is a table showing the composition ratio of the specimen alloys (alloys 1 to 3) started for the experiment.

[표 1] 시편 합금 조성표[Table 1] Sample alloy composition table

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[표 1]과 같이, 중성자 흡수체를 Cr: 11 내지 13 wt%, Ni: 16 내지 18 wt%, Mo: 2.5 내지 3.5 wt%, Mn: 2.5 내지 3.5 wt%, Si: 0.4 내지 0.6 wt%, B: 0.7 내지 0.9 wt%에 Gd의 조성비를 0.5 wt%, 0.7 wt%, 0.9 wt% 가변하고 잔부는 Fe의 조성비를 가지도록, Gd를 제외한 모든 원소의 함량을 동일하게 하여, 본 발명의 일 실시예의 중성자 흡수체 제조 방법을 적용하여 시편 합금(합금 1 내지 3)을 제조하였다.As shown in Table 1, Cr: 11 to 13 wt%, Ni: 16 to 18 wt%, Mo: 2.5 to 3.5 wt%, Mn: 2.5 to 3.5 wt%, Si: 0.4 to 0.6 wt%, B: 0.5 wt%, 0.7 wt%, 0.9 wt% of the composition ratio of Gd is varied from 0.7 to 0.9 wt%, and the remainder is made equal to the content of all elements except Gd so that the composition ratio of Fe is the same. Specimen alloys (alloys 1 to 3) were prepared by applying the neutron absorber manufacturing method of the example.

주조 후 주조물의 하단부를 샘플링하여 DTA 를 측정하였으며, 850 ℃, 1,000 ℃ 및 1,150 ℃에서 열처리 후 XRD 측정 및 글리블 테스트를 하여 고온에서 상병화와 기계적 특성 변화를 관찰하였고, 열간압연을 통해 열간 가공 조건을 확인하였다.After casting, DTA was measured by sampling the lower part of the casting, and after heat treatment at 850 ℃, 1,000 ℃ and 1,150 ℃, XRD measurement and Glbble test were performed to observe the change in mechanical properties at high temperature, and hot working through hot rolling. The conditions were confirmed.

도 2는 시편 합금들의 쉐플러 다이어 그램이다.2 is a Schaeffler diagram of specimen alloys.

현재 ASTM에 등재되어 있는 304B 합금보다 안정된 오스테나이트 상(Autenite phase)을 유지할 수 있는 합금 조성으로 선행연구 결과에 따라 Gd는 합금 내 Fe, Ni과 금속간 화합물 형태로 결합하기 때문에 Gd의 첨가량이 증가 함에 따라 페라이트(Ferrite)가 생성될 수 있으며, 이는 열간 압연 시 크랙(Crack)의 생성 요인으로 작용할 수 있다. It is an alloy composition that can maintain a more stable austenite phase than the 304B alloy listed in ASTM.According to the results of previous studies, Gd is combined in the form of an intermetallic compound with Fe, Ni in the alloy, so the amount of Gd is increased. As a result, ferrite may be generated, which may act as a factor of generating cracks during hot rolling.

도 3은 시편 합금들의 DTA 분석 결과 그래프이고, 도 4는 Gd-Ni 상 다이어그램(Gd-Ni phase diagram)이다.3 is a graph of the results of DTA analysis of specimen alloys, and FIG. 4 is a Gd-Ni phase diagram.

주조 후 합금의 온도에 따른 상 변화를 관찰하기 위해 1,200℃까지 3℃/min의 가열 속도로 합금 1(Alloy 1), 합금 2(Alloy2), 합금 3(Alloy 3)의 열간 특성변화를 측정하였으며, 900℃~1,000℃구간에서 상 변화로 인한 변태점이 관찰 되었다. Gd가 0.5wt% 첨가된 합금 1(Alloy 1)의 경우 변태점이 약 980℃에서 관찰이 되었으며, Gd가 0.7wt% 첨가된 합금 2(Alloy 2)의 경우 약 980℃ 와 그보다 낮은 약 910℃에서 변태점이 관찰이 되었다. 그리고 Gd가 0.9wt% 첨가된 합금 3(Alloy 3)의 경우 910℃에서 변태점이 관찰 되었다. 도 3의 결과와 도 4의 자료를 토대로 합금 1(Alloy 1)의 경우 Gd는 Ni과 금속간 화합물을 형성하여 GdNi2 상(phase)이 관측되며, Gd의 함량이 증가함에 따라서 합금 2(Alloy 2)의 경우 GdNi2 상(phase)과 GdNi 상과 GdNi2 상의 공정점이 관찰 되었고, 합금 3(Alloy 3)의 경우에는 GdNi 상과 GdNi2 상의 공정점이 관측이 되는 것을 알 수 있다. 또한 B의 경우 (Fe,Cr)2B가 생성되며 생성온도는 1,200℃ 이상에서 생성이 되기 때문에 DTA 결과에는 나타나지 않았다.In order to observe the phase change according to the temperature of the alloy after casting, the changes in hot properties of Alloy 1, Alloy 2, and Alloy 3 were measured at a heating rate of 3°C/min up to 1,200°C. , Transformation point due to phase change was observed in the 900℃~1,000℃ section. In the case of Alloy 1 with 0.5wt% Gd added, the transformation point was observed at about 980℃, and for Alloy 2 with 0.7wt% Gd added at about 980℃ and lower at about 910℃ The transformation point was observed. And in the case of Alloy 3 (Alloy 3) to which 0.9wt% of Gd was added, a transformation point was observed at 910℃. Based on the results of FIG. 3 and the data of FIG. 4, in the case of Alloy 1 (Alloy 1), Gd forms an intermetallic compound with Ni, so that the GdNi 2 phase is observed, and as the content of Gd increases, Alloy 2 (Alloy 1). 2) for the case of GdNi second phase (phase) and GdNi phase and it was observed on the process point GdNi 2, the alloy 3 (alloy 3) of it can be seen that the point on the process and the GdNi GdNi 2 which is observed. In addition, in the case of B, (Fe,Cr) 2 B is generated and the temperature is higher than 1,200°C, so it was not shown in the DTA result.

상 변태가 일어나는 구간인 910℃℃에서 일부 액상(liquid)이 형성되는 것을 알 수 있으며, 이로 인하여 열간가공 시 제품의 결합력이 낮아짐에 따라 크랙(crack)이 발생할 가능성이 증가하기 때문에, 열간가공 시 제품의 온도를 980℃ 이상의 온도에서 유지한 후 열간가공을 수행하는 것이 바람직하다.It can be seen that some liquids are formed at 910℃, which is the section in which the phase transformation occurs, and this increases the likelihood of cracking as the bonding strength of the product decreases during hot processing. It is desirable to perform hot processing after maintaining the product temperature at a temperature of 980°C or higher.

도 5는 합금 1(alloy1)의 XRD 분석 결과 그래프이고, 도 6은 합금 2(alloy 2)의 XRD 분석 결과 그래프이며, 도 7은 합금 3(alloy 3)의 XRD 분석 결과 그래프이다.5 is an XRD analysis result graph of alloy 1 (alloy1), FIG. 6 is an XRD analysis result graph of alloy 2 (alloy 2), and FIG. 7 is an XRD analysis result graph of alloy 3 (alloy 3).

도 5 내지 도 7은 합금 1, 2, 3(alloy 1,2,3)을 주호 후(As-cast) 상태와 850℃, 1,000℃, 1,150℃에서 열처리 후 수냉한 시편 합금의 XRD 결과이다. 합금 1(Alloy 1)의 경우 오스테나이트 상(Austenite phase)과 Fe1.1Cr0.9B0.9 상이 관찰되었으며, 합금 2(Alloy 2)의 경우 Gd의 함량이 증가함에 따라 Gd는 오스테나이트(austenite) 안정화 원소인 Ni과 금속간 화합물을 형성하여 페라이트 상(Ferrite phase)이 주조 후(As-cast) 상태에서와 850℃의 열처리 후 결과에서 소량 검출되었으며, 1,000℃이상의 온도에서는 페라이트 상(Ferrite phase)은 관측되지 않았다. 그리고 합금 1(Alloy 1)과 동일하게 Fe1.1Cr0.9B0.9 상이 오스테나이트 상(austenite phase)과 같이 관찰이 되었으며, 1,000℃에는 열처리 중 발생한 Fe2O3 상이 관찰되었다. 합금 3(Alloy 3)은 합금 2(Alloy 2)와 같은 경향을 나타내었다. 주조 후(As-cast) 시편과 850℃ 열처리 시편의 경우 합금 2(Alloy 2)와 합금 3(Alloy 3)에서 페라이트(Ferrite phase)가 관찰 되었는데 이는 열간가공 시 페라이트 상(Ferrite phase)이 입계 편석으로 작용하여 열간 가공성 저하를 나타낼 수 있다. 5 to 7 are XRD results of alloys 1, 2, and 3 (alloy 1,2,3) in an as-cast state and water-cooled specimen alloys after heat treatment at 850°C, 1,000°C, and 1,150°C. In the case of Alloy 1, the austenite phase and Fe 1.1 Cr 0.9 B 0.9 phase were observed, and in the case of Alloy 2, Gd was an austenite stabilizing element as the content of Gd increased. By forming an intermetallic compound with phosphorus Ni, a small amount of the ferrite phase was detected in the as-cast state and in the results after heat treatment at 850℃, and the ferrite phase was observed at temperatures above 1,000℃. Didn't. And, the same as Alloy 1, Fe 1.1 Cr 0.9 B 0.9 phase was observed as austenite phase, and Fe 2 O 3 phase generated during heat treatment was observed at 1,000°C. Alloy 3 showed the same tendency as Alloy 2. In the case of as-cast specimens and 850°C heat-treated specimens, a ferrite phase was observed in Alloy 2 and Alloy 3. This is because the ferrite phase is intergranular segregation during hot processing. It may act as a deterioration in hot workability.

Gd은 오스테나이트 안정화 원소인 Ni과 금속간 화합물을 형성하며, Gd의 함량이 증가함에 따라 Gd-Ni금속간 화합물의 양은 증가하게 되며 응고 시 Gd-Ni 금속간화합물 주변에 기지조직에서 Ni 결핍으로 인한 페라이트 상이 생성이 된다. 그러나 열처리 온도가 증가함에 따라 1,000 ℃에서 상 안정화로 인해 Ni가 기지조직 내에 고르게 고용되어 사라지는 것을 관찰 할 수 있었기 때문에 열처리 조건은 이러한 페라이트상이 생성이 되지 않는 950 ℃ 이상이 바람직하다. Gd forms intermetallic compounds with Ni, an austenite stabilizing element, and as the content of Gd increases, the amount of Gd-Ni intermetallic compounds increases. The resulting ferrite phase is formed. However, since it was observed that Ni dissolves and disappears evenly in the matrix structure due to phase stabilization at 1,000° C. as the heat treatment temperature increases, the heat treatment condition is preferably 950° C. or higher in which such ferrite phase is not formed.

도 8은 합금 1-3(alloy 1-3)의 글리블 테스트 결과 그래프이다.8 is a graph showing the results of a glbble test of alloy 1-3.

열간가공성 평가를 위해 합금 1, 2, 3(Alloy 1,2,3)을 각각 850℃, 1,000℃, 1,150℃에서 열간 압축 실험을 하였다. D10×H15의 크기인 시편 합금을 승온 속도 10℃/sec로 가열 후 600sec 동안 유지하였으며 변형률(Strain rate)은 20%/sec로 열간 압연을 가정하여 70%까지 진행을 하였다.To evaluate the hot workability, alloys 1, 2, and 3 (Alloy 1,2,3) were subjected to hot compression tests at 850°C, 1,000°C, and 1,150°C, respectively. A specimen alloy having a size of D10×H15 was heated at a heating rate of 10°C/sec and maintained for 600sec, and the strain rate was 20%/sec , assuming hot rolling, and proceeded to 70%.

실험 결과 Gd의 함량 변화는 진응력(true stress)의 변화에 영향을 미치지는 못하였으나 온도가 증가함에 따라서 진응력(true stress) 값은 850℃에서는 400MPa에서 1,000℃로 하였을 경우 약 360MPa로 감소하였고, 1,150℃에서는 약 200MPa에서 진응력(true strain)이 0.2에서 감소하는 경향을 관찰하였다.As a result of the experiment, the change in the Gd content did not affect the change in true stress, but as the temperature increased, the true stress value decreased from 400 MPa to 1,000°C at 850°C to about 360 MPa. , At 1,150°C, it was observed that the true strain decreased from 0.2 at about 200 MPa.

글리블 테스트 결과 850℃에서 가장 높은 응력이 발생하였으며, 1,000℃에서는 그보다 낮은 응력이 발생한 것을 알 수 있다. 높은 응력은 기지 조직의 높은 결합력을 의미하며, 열간가공 시 더 높은 에너지를 필요로 한다. 그러나 높은 에너지를 제품에 가했을 경우 허용 범위 이상의 에너지는 크랙의 생성 요인으로 작용 할 수 있기 때문에, 850℃의 경우보다 응력이 낮은 1,000℃ 근처의 온도에서 열간가공을 수행하는 것이 바람직하다. 1150℃의 경우 변형이 진행되면서 응력의 기울기가 낮아지는 현상을 관찰 할 수 있는데 이는 변형 중 조직 내의 이차상이 일부 액상으로 변하여 결합력이 낮아지는 것으로 열간가공 시 이러한 현상은 엘리게이터 크랙을 발생하는 요인으로 작용한다.As a result of the Glbble test, it can be seen that the highest stress occurred at 850°C, and lower stress occurred at 1,000°C. High stress means high bonding strength of the matrix structure, and requires higher energy during hot processing. However, when high energy is applied to the product, since the energy above the allowable range can act as a cause of crack generation, it is preferable to perform hot working at a temperature near 1,000°C, which is less stress than the case of 850°C. In the case of 1150℃, it can be observed that the slope of the stress decreases as the deformation progresses. This is because the secondary phase in the tissue changes to a part of the liquid phase during the deformation and the bonding force decreases. This phenomenon acts as a factor that causes alligator cracks during hot processing. do.

도 9는 기계적 특성 분석 결과 그래프이다.9 is a graph showing the results of mechanical property analysis.

도 9는 시편 합금(합금 1, 2, 3)들에 대하여, 1,000℃에서 열처리를 하였을 때 합금 1(Alloy 1), 합금 2(Alloy 2), 합금 3(Alloy 3)의 인장강도와 항복강도, 연신률 그리고 충격특성 결과이다.9 shows the tensile strength and yield strength of Alloy 1, Alloy 2, and Alloy 3 when heat-treated at 1,000°C for specimen alloys (alloys 1, 2, and 3). , Elongation and impact characteristics.

도 9의 기계적 특성 분석 결과 값은 다음의 [표 2]와 같다.The mechanical property analysis result values of FIG. 9 are shown in Table 2 below.

[표 2] 기계적 특성 분석 결과 표[Table 2] Table of mechanical properties analysis results

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Figure pat00002

Gd의 함량이 증가함에 따라 합금 2(Alloy 2)의 인장강도와 항복강도는 696MPa, 602MPa로 가장 높은 값이 측정이 되었으며, 연신률은 감소하는 경향을 보였다. 그리고 Gd의 함량이 가장 높은 합금 3(Alloy 3)의 경우 인장강도와 항복강도는 큰 폭으로 감소하여 각각 602MPa, 299MPa로 측정이 되었다. 충격특성의 경우 합금 1(Alloy 1)과 합금 2(Alloy 2)의 경우 충격에너지가 17.3 J과 18.6 J 로 나타났으며 합금 3(Alloy 3)의 경우 12 J로 가장 낮은 값이 측정 되었다. As the content of Gd increased, the tensile strength and yield strength of Alloy 2 were measured at 696 MPa and 602 MPa, with the highest values being measured, and the elongation tended to decrease. In addition, in the case of Alloy 3, which has the highest Gd content, the tensile strength and yield strength decreased significantly, and were measured as 602 MPa and 299 MPa, respectively. In the case of impact characteristics, the impact energy of Alloy 1 and Alloy 2 was 17.3 J and 18.6 J, and the lowest value was measured as 12 J for Alloy 3.

따라서 이상의 실험 결과를 비추어 볼 때 열간 압연은 950 ℃ 내지 1,050℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.Therefore, in view of the above experimental results, it is preferable to perform hot rolling at a temperature of 950°C to 1,050°C.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the technical idea of the present invention described above has been described in detail in the preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of explanation and not for the limitation thereof. In addition, those of ordinary skill in the technical field of the present invention will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (12)

Cr 11wt% 내지 13wt%, Ni 16wt% 내지 18wt%, Mo 2.5wt% 내지 3.5wt%, Mn 2.5wt% 내지 3.5wt%, Si 0.4wt% 내지 0.6wt%, Gd 0.5wt% 내지 0.9wt%, B 0.7wt% 내지 0.9wt% 및 잔부는 Fe을 포함하는 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체.Cr 11wt% to 13wt%, Ni 16wt% to 18wt%, Mo 2.5wt% to 3.5wt%, Mn 2.5wt% to 3.5wt%, Si 0.4wt% to 0.6wt%, Gd 0.5wt% to 0.9wt%, B 0.7wt% to 0.9wt% and the balance is a neutron absorber, characterized in that containing Fe. Cr 11wt% 내지 13wt%, Ni 16wt% 내지 18wt%, Mo 2.5wt% 내지 3.5wt%, Mn 2.5wt% 내지 3.5wt%, Si 0.4wt% 내지 0.6wt%, Gd 0.5wt% 내지 0.9wt%, B 0.7wt% 내지 0.9wt% 및 잔부는 Fe을 포함하는 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체를 열간압연하여 제작된 중성자 흡수체 판재.Cr 11wt% to 13wt%, Ni 16wt% to 18wt%, Mo 2.5wt% to 3.5wt%, Mn 2.5wt% to 3.5wt%, Si 0.4wt% to 0.6wt%, Gd 0.5wt% to 0.9wt%, B A neutron absorber plate produced by hot rolling a neutron absorber, characterized in that 0.7wt% to 0.9wt% and the balance contains Fe. 제2항에 있어서,
상기 열간압연은 950 ℃ 내지 1,050 ℃의 온도에서 수행된 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체 판재.
The method of claim 2,
The hot rolling is a neutron absorber plate, characterized in that performed at a temperature of 950 ℃ to 1,050 ℃.
중성자 흡수체 소재 혼합물을 용융시켜 중성자 흡수체 소재 혼합물 용탕을 생성하는 중성자 흡수체 소재 용탕 생성단계;
상기 중성자 흡수체 소재 용탕에 Fe-Gd 모합금을 첨가하여 중성자 흡수체 용탕을 생성하는 중성자 흡수체 용탕 생성 단계;
상기 중성자 흡수체 용탕을 금형 몰드로 출탕하여 중성자 흡수체 주조물을 제작하는 주조단계; 및
상기 중성자 흡수체 주조물을 열처리하는 열처리 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체 제조 방법.
A neutron absorber material molten metal generating step of melting the neutron absorber material mixture to generate a neutron absorber material mixture molten metal;
A neutron absorber molten metal generating step of adding an Fe-Gd master alloy to the neutron absorber molten metal to generate a neutron absorber molten metal;
A casting step of tapping the molten neutron absorber into a mold to produce a neutron absorber casting; And
A method for manufacturing a neutron absorber, comprising: a heat treatment step of heat-treating the neutron absorber casting.
제4항에 있어서, 상기 중성자 흡수체 소재 용탕 생성단계의 상기 중성자 흡수체 소재 혼합물은,
전체 중성자 흡수체 중량에 대하여, Cr 11wt% 내지 13wt%, Ni 16wt% 내지 18wt%, Mo 2.5wt% 내지 3.5wt%, Mn 2.5wt% 내지 3.5wt%, Si 0.4wt% 내지 0.6wt% 및 B 0.7wt% 내지 0.9wt%를 포함하는 특징으로 하는 중성자 흡수체 제조 방법.
The method of claim 4, wherein the neutron absorber material mixture in the step of generating the neutron absorber material molten metal comprises:
Based on the total weight of the neutron absorber, Cr 11wt% to 13wt%, Ni 16wt% to 18wt%, Mo 2.5wt% to 3.5wt%, Mn 2.5wt% to 3.5wt%, Si 0.4wt% to 0.6wt% and B 0.7 A method for producing a neutron absorber comprising wt% to 0.9 wt%.
제4항에 있어서, 상기 중성자 흡수체 소재 용탕 생성단계는,
전체 중성자 흡수체 중량에 대해, Cr 11wt% 내지 13wt%, Ni 16wt% 내지 18wt%, Mo 2.5wt% 내지 3.5wt%, Mn 2.5wt% 내지 3.5wt%, Si 0.4wt% 내지 0.6wt% 및 B 0.7wt% 내지 0.9wt%를 포함하는 중성자 흡수체 소자 혼합물을 진공 용해하는 단계인 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체 제조 방법.
The method of claim 4, wherein the step of generating the neutron absorber material molten metal,
Based on the total weight of the neutron absorber, Cr 11wt% to 13wt%, Ni 16wt% to 18wt%, Mo 2.5wt% to 3.5wt%, Mn 2.5wt% to 3.5wt%, Si 0.4wt% to 0.6wt% and B 0.7 A method for producing a neutron absorber, characterized in that the step of vacuum melting a neutron absorber element mixture containing wt% to 0.9 wt%.
제4항에 있어서, 상기 중성자 흡수체 용탕 생성 단계에서,
첨가되는 상기 Fe-Gd 모합금은, 전체 중성자 흡수체 소재 혼합물에 대하여 Gd 0.5wt% 및 잔부는 Fe의 조성비를 가지고 혼합되는 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체 제조 방법.
The method of claim 4, wherein in the step of generating the neutron absorber molten metal,
The Fe-Gd master alloy to be added is a method for producing a neutron absorber, characterized in that the mixture has a composition ratio of Gd of 0.5 wt% and the balance of Fe with respect to the total neutron absorber material mixture.
제4항에 있어서, 상기 중성자 흡수체 용탕 생성 단계에서,
상기 Fe-Gd 모합금은 진공 용해되는 것에 의해 Gd-산화물(Gd-oxide)의 생성이 억제되는 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체 제조 방법.
The method of claim 4, wherein in the step of generating the neutron absorber molten metal,
The Fe-Gd master alloy is a method of manufacturing a neutron absorber, characterized in that the generation of Gd-oxide is suppressed by vacuum melting.
제4항에 있어서, 상기 중성자 흡수체 용탕 생성 단계는,
1,400 ℃ 내지 1,600 ℃의 상기 중성자 흡수체 소재 용탕에 상기 상기 Fe-Gd 모합금을 첨가한 후 1 내지 3분간 유지하여 상기 중성자 흡수체 용탕을 제조하는 단계인 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체 제조 방법.
The method of claim 4, wherein the step of generating the neutron absorber molten metal comprises:
A method for manufacturing a neutron absorber, characterized in that the step of preparing the neutron absorber molten metal by adding the Fe-Gd master alloy to the molten metal of the neutron absorber material at 1,400° C. to 1,600° C. and holding the same for 1 to 3 minutes.
제4항에 있어서, 상기 열처리 단계는,
850 ℃ 내지 1,200 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체 제조 방법.
The method of claim 4, wherein the heat treatment step,
Method for producing a neutron absorber, characterized in that carried out at 850 ℃ to 1,200 ℃.
제4항에 있어서, 상기 중성자 흡수체 제조 방법은,
열처리된 상기 중성자 흡수체 주조물을 열간 가공 조건을 제어하여 열간 압연하는 것에 의해 중성자 흡수체 판재를 제작하는 열간 압연 단계;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체 제조 방법.
The method of claim 4, wherein the neutron absorber manufacturing method,
A method for manufacturing a neutron absorber, further comprising: a hot rolling step of producing a neutron absorber plate by hot rolling the heat-treated neutron absorber cast by controlling hot working conditions.
제11항에 있어서, 상기 열간 압연 단계에서 상기 열간 가공 조건은,
열간 압연 온도를 950 ℃ 내지 1,050 ℃로 유지하는 조건인 것을 특징으로 하는 중성자 흡수체 제조 방법.
The method of claim 11, wherein in the hot rolling step, the hot working conditions are,
A method for producing a neutron absorber, characterized in that the hot rolling temperature is maintained at 950°C to 1,050°C.
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