지르칼로이-4 피복재의 요드응력 부식 균열에 대한 연구

A Study on the Iodine-induced Stress Corrosion Cracking of Zircaloy-4 Cladding (I)

지르칼로이-4 피복재의 요드에 의한 응력부식 균열 현상을 개량된 내부가압방법으로 조사하였다. 요드 응력부식 균열 현상을 일으키는 임계요드농도와 임계 응력이 존재하였으며, 603$^{\circ}$K의 시험 온도에서 임계요드 농도는 약 0.2mg/$\textrm{cm}^2$였고 임계 응력은 시험온도와 시편의 기계적 성질에 다라 변하였다. 파괴면을 주사전자 현미경으로 관찰한 결과, 초기 단계는 입내 파손 형태로 W-형의 균열을 포함하고 있었으며, 균열이 진행됨에 따라 입내 파손과 편성 파손이 혼합된 형태로 나타남을 알 수 있었다. 그리고 균열은 한 결정립에서 다른 결정립으로 단계적으로 전파되어 나갔다.

Iodine-induced stress corrosion cracking tests of Zircaloy-4 cladding were undertaken using the modified infernal pressurization method. The effects of iodine concentration and applied stress were studied. The critical iodine concentration for SCC was found to be about 0.2 mg/$\textrm{cm}^2$ at 603$^{\circ}$K. The threshold stress was dependent on the test temperature and the mechanical properties of the specimen. The fracture surface showed that the crack propagated stepwise iron one grain to others until the material was unstable and then ruptured mechanically. The initial region showed the transgranular feature and the wedge-shaped cracks. As the crack proceeded, the transgranular and ductile-tearing mired feature appeared in the middle region.