Korean Journal of Materials Research (한국재료학회지)

Materials Research Society of Korea (한국재료학회)
권호 표지

Study on Microstructure and Corrosion Characteristics of Zr-0.8Sn-xNb Ternary Alloys

Nb 첨가량에 따른 Zr-0.8Sn-xNb 3원계 합금의 미세조직 및 부식특성 연구

  • Kim, Hyeon-Gil (Dept. of Materials Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Jeong, Yong-Hwan (Development of Advanced Cladding Materials, Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Wi, Myeong-Yong (Dept. of Materials Engineering, Chungbuk National University)
  • 김현길 (충북대학교 재료공학과) ;
  • 정용환 (한국원자력연구소 핵연료피복관개발과제) ;
  • 위명용 (충북대학교 재료공학과)
  • Published : 1999.05.01
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Abstract

To develop advanced cladding materials, the effect of Nb addition on the microstructure and corrosion characteristics of Zr-0.8Sn-xNb alloys was investigated. As the Nb content increased, the grain size decreased and the volume fraction of precipitates increased. It was observed from the corrosion test at $360^{\circ}C$ that the corrosion resistance increased with decreasing Nb content. The best corrosion resistance was obtained in Zr-0.8Sn-0.2Nb alloy with high volume fraction of tetra-$ZrO_2$in the oxide. Therefore, it is suggested that Nb in theZr-0.85Sn-xNb system should be added within the solubility limit of Nb from the viewpoint of alloy design.

고연소도 핵연료피복관용 신합금 재료를 개발하기 위한 연구로 Zr-0.8Sn-xNb(x = 0.2,0.4,0.8, 1.0) 계 합금을 제조하여 Nb 첨가량이 Zr 합금의 미세구조 및 부식특성에 미치는 영향을 조사하였다. 미세조직 관찰결과 Nb첨가량이 증가함에 따라 결정립의 크기는 강소하였고 석출물의 량은 증가하였다. $360^{\circ}C$ 물 분위기에서 부식시험 한 결과 Nb 함량이 적을수록 부식저항성이 증가하는 경향을 나타냈으며며, Zr-0.8Sn-0.2Nb 합금이 가장 우수한 부식저항성을 보였다. 동얼 두께의 산화막에 대하여 XRD 분석한 결과, 내식성이 우수한 0.2 wt.% Nb 합금에서는 산화막내 tetra-$ZrO_2$의 분율이 높게 관찰되었다. 합금설계 관점에서 Zr-O.8Sn-xNb 합금계에 Nb올 첨가할때 Nb은 고용도 이하로 첨가되어야 한다고 사료된다.

Keywords

References

  1. Zirconium in the Nuclear Industry, ASTM STP 1023 G.P.Sabol;G.R.Kilp;M.G.Balfour;E.Roberts
  2. Amer. Nucl. Soci. K.Yamate;A.Oe;M.Hayashi;T.Okamoto;H.Anada;S.Hagi
  3. Amer. Nucl. Soci. J.P.Mardon;G.Garner;P.Beslu;D.Charquet;J.Senevat
  4. 대한금속학회지 v.35 연영명;정용환;위명용
  5. 한국재료학회지 v.6 정용환
  6. Zirconium in the Nuclear Industry, ASTM STP 1132 T.Isobe;Y.Matsuo
  7. IAEA Technical Committee Meeting on Fundamental Aspects of Corrosion of Zr-base Alloys for Water Reactor Environments V.F.Urbanic;R.W.Gilbert
  8. Zirconium in the Nuclear Industry, ASTM STP 1245 J. Godlewski
  9. Ziroconium in the Nuclear Industry, ASTM STP 1132 F.Garzarolli;H.Seidel;R.Tricot;J.P.Gros
  10. Ziroconium in the Nuclear Industry, ASTM STP 1295 H.Anada;B.J.Herb;K.Nomota;S.Hagi;R.A.Graham;T.Kuroda
  11. Ziroconium in the Nuclear Industry, ASTM STP 1245 H.J.Beie;A.Mitwalsky;F.Garzarolli;H.Ruhmann;H.J.Sell
  12. J. Nucl. Mat. Y.H.Jeong;J.H.Beak;S.J.Kim;H.G.Kim;H.Ruhmann
  13. 한국재료학회지 v.8 정용환;백종혁;김선재;김경호;최병권;정연호