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보고서 초록
요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 13
제2장 국내외 기술개발 현황 14
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 16
1절 등통로각압축 (Equal Channel Angular Pressing, ECAP) 16
1. 이론적 배경 16
2. ECAP 원리 20
3. ECAP 가공 기술 21
4. ECAP된 재료의 다양한 특성 26
5. ECAP 공정 최적화 36
2절 상용 순수 Mo의 ECAP를 통한 초미세립 입자조직 제조 37
1. 상용 순수 Mo (commercially pure Mo, CP-Mo)의 ECAP 가공 37
가. 초기 미세조직 조절 37
나. ECAP 온도 및 가공 경로 설정 39
2. ECAP된 상용 순수 Mo의 미세조직과 집합조직 발달 - ECAP 4회 이하 40
가. Route A와 C로 각각 반복 ECAP된 CP-Mo의 미세조직 발달 40
나. ECAP된 CP-Mo의 입계특성분포 43
다. ECAP된 CP-Mo의 집합조직 발달 47
3. 8회까지 반복 ECAP된 CP-Mo의 미세조직, 집합조직 발달과 재결정 거동 55
가. 8회 ECAP된 CP-Mo의 초미세립 조직 55
나. 8회 ECAP된 CP-Mo의 입계특성분포와 집합조직 발달 57
다. 초미세립 입자조직을 갖는 CP-Mo의 재결정 거동 59
라/다. TZM 개발 합금의 ECAP 가공 64
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 65
제5장 연구개발결과의 활용계획 66
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 67
제7장 참고문헌 68
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Ⅰ. 제목
미래형 원자로용 내열금속 재료의 입자미세화 기술 개발
Ⅱ. 연구개발의 목적
본 연구에서는 강가공법인 ECAP를 통하여 초미세립 입자조직을 갖는 내열금속 재료를 개발하는 것을 최종 연구 목표로 설정하였다. 내열금속 재료인 상용 순수 Mo을 대상재료로 하여 건전한 시편을 제조할 수 있는 ECAP 공정 기술을 개발하고, 초미세립 내열금속 재료의 미세조직 및 집합조직 발달과 입계특성분포에 대해 이해한다. 궁극적으로 본 연구를 통해 개발된 초미세립 내열금속 재료의 기계적 특정과 열적 안정성 평가를 통하여 차세대 원자로용 부품 소재로서의 응용 가능성을 제시하고자 한다.
Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
본 연구는 크게 ECAP법을 통한 초미세립 내열금속 재료 제조 기술 개발과 입자미세화 된 내열금속 재료의 미세조직 특성 해석 및 기계적 특성 평가로 나뉜다.
1. 초미세립 입자조직 구현을 위한 강가공 기술 개발
● ECAP 금형 설계 및 가공 조건 확립
● 초미세립 조직 구현을 위한 반복 ECAP 가공 조건 설정
2. 초미세립 내열금속 재료의 미세조직 및 기계적 특정 평가
● ECAP 가공에 따른 미세조직 및 집합조직 발달 양상 분석
● 초미세립 내열금속재료의 입계특성분포 분석
● 인장시험 몇 재결정 열처리를 통한 기계적, 열적 특성 평가
Ⅳ. 연구개발결과
1. 초미세립 입자조직을 갖는 벌크 형 상용 순수 Mo을 제조할 수 있는 ECAP 강 가공 기술을 개발하였고, 이를 실제 개발 합금인 TZM에 적용하여 건전한 시편을 제조하는데 성공하였다.
2. TEM, XRD, EBSD와 같은 분석기기를 이용하여 초미세립화 된 상용 순수 Mo의 미세조직 및 입계특정분포 분석을 통해 강가공된 내열금속 재료의 변형 거동에 대해 이해하고, 입자미세화 기구 규명에 대한 기초를 마련하였다.
3. 상온 인장시험을 통해 입자미세화 된 상용 순수 Mo의 기계적 특정을 평가하고, 열처리를 통하여 초미세립 내열금속 재료의 재결정 거동을 실험적으로 분석하였다. 또한, 몬테칼로 시뮬레이션을 통하여 재결정 이후의 입자성장 거동을 예측하여 열적 안정성을 평가하였다.
Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획
본 연구 개발 결과는 내열금속 재료를 합금 원소 첨가 없이 순수하게 변형만으로 입자를 초미세화 시킬 수 있다는 점에서 다음과 같이 그 활용이 가능하다. 우선, 상용 순수 Mo 이외에 V, Nb, Ta과 같은 타 내열금속 재료의 입자미세화 방안에 이용될 수 있다. 재료마다 그 물성이 다르기 때문에 초미세립 조직을 제조하기 위한 ECAP 공정 조건에는 차이가 있을 수 있으나 기본적으로 BCC 결정 구조를 갖는 내열금속 재료의 경우 본 연구 결과에서 얻어진 미세조직 및 입계특성분포 특성과 매우 유사할 것이다. 또한, 본 연구 개발 결과는 차세대 미래형 원자로용 각종 부품 소재 개발에 활용될 수 있다. 가공 및 열처리 된 금속 재료의 미세조직 및 집합조직 특성을 정성적, 정량적으로 분석함으로써 변형 거동에 대한 전반적인 이해와 고온에서의 열적 노출 시 비정상 입자성장 여부 등을 판단하는데 쓰일 수 있을 것이다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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