• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1995.05b
• /
• pp.745-752
• /
• 1995

고연소도 액체금속로용 금속연료를 개발하고자 U-l0wt%Zr 합금중 Zr 원소 대신에 X(:Si, Ta, Nb, W, Mo) 원소를 첨가한 U-7wt%Zr-3wt%X(:Si, Ta, Nb, W, Mo) 합금을 제조하여 미세조직에 미치는 합금원소 첨가의 영향을 조사하였다. 그 결과 U-7 wt%Zr-3wt%Si 합금을 제외한 모든 U-7wt%Zr-3wt%X(:Ta, Nb, W, Mo) 합금은 Matrix에 있어서 Laminar Structure를 그대로 유지하였다. U-7wt%Zr-3wt%Si 함금을 제외한 모든 U-7wt%Zr-3wt%X(:Ta, Nb, W, Mo) 합금의 주요한 상은 U-l0wt% Zr 합금과 마찬가지로 $\alpha$-U 및 $\delta$-UZr$_2$ 상이었다. U-7wt%Zr-3wt%X(:Ta, Nb, W, Mo) 합금은 U-l0wt%Zr 합금에 비해 Lamina Thickness가 크게 감소되었다. 특히 U-7wt%Zr-3wt%Mo 합금의 경우에 있어서는 U-l0wt%Zr 합금에 비해 1/3배 정도까지 Lamina Thickness가 크게 감소하였다. 이와 같은 합금원소 첨가에 의한 Laminar Structure의 미세화는 액체금속로강 금속연료내 Fission Gas의 Inter-connected Path가 보다 더 잘 형성됨으로 인해 Fission Gas Bubble에 대한 방출속도를 크게 증가시켜서 궁극적으로는 Fission Gas Bubble에 의한 Swelling을 저감시킬 것으로 기대된다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.5 no.4
• /
• pp.458-467
• /
• 1995

여러가지 Zr합금에 대한 부식시험을 autoclave를 이용하여 물과 여러가지 Li 용액에서 수행하였다. 합금은 11종의 신합금을 사용하였는데 크게 나누어 Zircaly형 합금(ZrSnFeCr), ZnNbFeCr, ZrSnNbFeCr과 ZrFeCr 합금으로 대별되며, 비교평가를 위해 표준 Zircaloy-4 합금에 대해서도 부식시험을 수행하였다.모든 합금에서 Li을 일정농도이상 첨가할 때 부식은 가속되는데, 부식은 Li의 농도가 2.2와 30ppm 사이일 때 가속되기 시작한다. Li은 부식거동에 있어서 천이후 영역에서의 부식속도보다는 천이시간과 무게 증가량에 더 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 수소 흡수율은 Li 농도와 합금에 따라서 강하게 영향을 받는것으로 나타났으며, Li 농도가 30ppm이상에서는 Li 가속부식과 함께 Li가속 수소흡수현상이 나타났다. ZrSnFeCr합금들은 낮은 부식속도와 늦은 천이현상을 보이며 표준 Zircaloy보다 훨씬 우수한 부식저항성을 보인 반면에 대부분의 Nb첨가 합금은 높은 부식속도와 빠른 천이 현상을 보였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1995.05b
• /
• pp.623-628
• /
• 1995

여러 가지 Zr합금에 대한 부식시험을 autoclave를 이용하여 물과 여러 가지 Li 용액에서 수행하였다. 합금은 11종의 신합금을 사용하였는데 크게 나누어 Zircaloy형 합금(ZrSnFeCr), ZrNbFeCr, ZrSnNbFeCr과 ZrFeCr 합금으로 대별되며, 비교평가를 위해 표준 Zircaloy-4 합금에 대해서도 부식시험을 수행하였다. 모든 합금에서 Li을 일정농도이상 첨가할 때 부식은 가속되는데, 부식은 Li의 농도가 2.2와 30 ppm 사이일 때 가속되기 시작한다. Li은 부식거동에 있어서 천이후 영역에서의 부식속도 보다는 천이시간과 무게 증가량에 더 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 수소흡수율은 Li 농도와 합금에 따라서 강하게 영향을 받는 것으로 나타났으며, Li 농도가 30 ppm 이상에서는 Li 가속부식과 함께 Li가속 수소흡수현상이 나타났다. ZrSnFeCr합금들은 낮은 부식속도와 늦은 천이현상을 보이며 표준 Zircaloy보다 훨씬 우수한 부식저항성을 보인 반면에, 대부분의 Nb첨가 합금은 높은 부식속도와 빠른 천이 현상을 보였다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.12 no.1
• /
• pp.38-43
• /
• 1994

고강도 알루미늄합금은 중량이 가벼우면서 인장강도와 항복강도가 높고 가공성, 성형성이 좋아 항공기, 자동차, 선박 등 수송용 재료로 각광을 받고 있으며, 이 중 Al-Zn-Mg계(7000계) 알루미늄 합금은 용접 구조물용 경량소재로 활용범위가 높다. Al-Zn-Mg계 알루미늄 합금은 고온에서 용체화 처리후 저온으로 급냉시킨 재료를 자연시효 또는 인공시효처리를 하여 이 때 석출되는 시효 석출물에 의해 강도를 증가시킨 석출 경화형 합금이다. 그런데, 7000계열 알루미늄합금은 적절한 열처리 작업을 통해 최적의 기계적 성질이 얻어지도록 합금설계가 되어있기 때문에 구조물 제작시 용접에 의한 ARC 열을 받게 되면 열이력(thermal cycle)에 의해 모재의 미세조직이 변화하고 용접 결함이 발생하며 강도의 약화와 함께 내식성 등이 저하한다. 따라서 고강도 알루미늄합금의 용접성을 향상시키기 위해서는 용접부의 미세조직거동과 용접부에 발생하는 용접결함의 현상을 조사하여 용접용 고강도 합금에 필수적으로 요구되는 용접성에 대한 검토가 충분히 이루어져야 한다. 따라서 본 고에서는 알루미늄합금, 특히 7000계열 알루미늄합금에 주목하여, 용접방법, 각종 결함과 대책, 용접부의 시효경화와 응력부식균열 및 기계적 성질 등을 지금까지 보고된 각종 자료를 기초로 하여 3회에 걸쳐 기술하고자 한다.

• Journal of Korea Foundry Society
• /
• v.28 no.6
• /
• pp.243-251
• /
• 2008

자동차 및 항공기 부품용 고온 다이캐스팅 마그네슘 합금에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 알루미늄을 주된 합금원소로 하여 희토류원소나 알칼리토금속 등을 첨가하는 3원계 합금 및 각 원소들을 조합하는 4원계 합금이 개발되었다. 이들 합금의 크립 저항성은 금속간 상에 의한 결정 입계 강화에 기인한다. 그 동안의 합금조성 개발의 핵심은 결정 입계의 이동을 유발하여 고온 변형을 유발하는 고온 불안정 석출상의 생성을 억제하는 것이었다. Mg-Al계 합금에 희토류원소를 첨가하면 고온 안정상의 생성으로 고온 특성이 향상되지만 희토류원소의 경제성이 단점이다. 고비용의 희토류원소를 대신하기 위해 알칼리토금속을 첨가하는 합금 및 이들 원소를 조합하는 합금이 개발되었다. 본고에서는 알칼리토금속을 첨가할 경우에 발생하는 생산성의 저하 등의 단점을 보완하는 알칼리토금속산화물이 첨가된 합금을 소개하였는데 이는 1) 비고용성 2) 융점유지 3) 주조성유지 4) 재활용성 5) 경제성 등의 특징이 있다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.8 no.4
• /
• pp.8-19
• /
• 1990

최근 항공우주산업, 원자력산업, 석유화학산업 등의 산업분야에 있어서는 각종 기기의 사용환경이 더욱 가혹하게 되고, 내열기능성이나 내식기능성이 특히 우수한 내열합금의 개발이 강하게 요구되고 있다. 이와 같은 요청에 대응하기 위해서 결정제어합금이나 입자분산강화합금, 섬유분산강화합금 등이 개발되고 있다. 내열합금을 사용하여 각종의 기기를 제조하는 경우에는 고성능, 고정도의 용접, 접합기술이 필요불가결하게 된다. 본 보고에서는 내열합금 중에서도 초내열합금에 초점을 두어 그 용접, 접합법으로서 주로 용접법과 확산접합법에 대한 최근의 연구동향에 대해서 기술한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.43.2-43.2
• /
• 2009

Al-Mg 알루미늄 합금은 강도가 높고 성형성이 우수하여 수송기기 경량화용 소재로서 사용량이 증가하고 있다. 특히고강도 특성을 보이는 Al-Mg-Mn합금은 자동차, 선박및 철도차량등의 형재 및 판재로 그 사용량이 증가하고 있다. 또한 결정립을 미세화 시킨 Al-Mg-Mn합금판재의 경우에는 온간성형으로 복잡한 형상의 판재부품제조에 사용되고 있다. 연속주조공정인 Twin roll strip casting(TRC)은용탕으로부터 직접 판재를 생산할 수 있는 공정으로 주로 순알루미늄계열의 판재 생산에 사용되고 있으나 최근에는 고강도 판재의 저비용 생산을 위하여 고합금계 판재에 적용하는 연구가 수행되고 있다. 합금량이 높은 고강도Al-Mg계 합금의 TRC 주조시 고액공존구간이 커서 더욱 정밀한 공정제어가 필요하다. 또한 기존의 슬라브주조방식보다 높은 냉각속도로 주조가 가능하기 때문에 결정립 및 정출상의 미세화공정으로 응용되기도한다. 본 연구에서는 TRC공정을 기초로 주조시 열간 압연의효과를 동시에 부여하는 용탕직접압연공정을 개발하였으며 상용 고강도 알루미늄 합금인 5083합금 판재를제조하였다. 또한 기존 Al-Mg 합금에 Mn을 첨가하여 용탕직접압연함으로서 정출상의 크기 및 밀도를 제어하여 강도가 우수한 Al-Mg-Mn 합금판재를 제조하는 기술을 개발하였다. 용탕직접압연된 Al-Mg-Mn계 합금의 경우에 주조시 높은 냉각속도로 인하여 결정립이 미세하고 Al6Mn과 같은 미세한 정출상이 다량 형성되었으며, 최종압연 및 열처리에 의하여 높은 강도를 갖는 고강도 알루미늄 합금 판재의 제조가 가능하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2012.11a
• /
• pp.19-19
• /
• 2012

마그네슘 합금은 낮은 비중의 경량화 금속 소재이며, 주로 주조 주조재 형태로 상당한 기간 활용되어 왔으며, 최근에는 포스코에서 AZ31 합금으로 판재를 생산하면서 판재상의 마그네슘 소재의 응용이 본격화되고 있다. 포스코에서 판재로 생산되는 합금은 AZ31합금이 주종이며, AZ61 합금의 경우도 일부 생산되고 있으며, 향후 다양한 합금의 판재의 개발이 진행될 예정이다. 마그네슘 합금은 화학적 활성이 커서 내식성 확보를 위한 표면처리가 필수적이며, 내식성의 확보가 상업적 적용을 위하여 필수적이다. 기존의 마그네슘 합금의 표면처리 방법은 주로 AZ91D의 다이캐스팅재에 집중되어 왔으며, 포스코에서 생산되는 AZ31의 스트립 캐스팅재의 표면처리는 합금의 차이로 인하여 새롭게 공정이 개발되어야 한다. 본 발표에서는 AZ31 판재를 이용한 표면처리에서 전처리 공정이 미치는 영향에 대하여 논하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.49-49
• /
• 2011

본 연구에서는 Fe계 합금전주도금 미세부품 및 금형 제조에 사용되는 전주용 Fe계 합금도금 기술을 개발을 위해 Fe-Ni 및 Fe-Ni-W 합금 전기도금에 대한 속도론적 고찰을 통해 Fe-Ni 합금도금층 내의 Fe과 Ni, Fe-Ni-W 합금 도금층 내의 Fe, Ni, W 성분 함유량에 대한 각각의 공정 제어인자를 규명하였다. Fe-Ni합금과 Fe-Ni-W합금도금층 구현에 있어 합금도금액의 합성, 최적 전류밀도 범위 도출, 합금도금층의 표면거칠기 및 경도 확보를 위한 공정조건 확립 등을 수행하였고, 전주(electroforming)를 이용하여 마이크로 기어 및 금형을 제조하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1997.05b
• /
• pp.183-188
• /
• 1997

핵연료 피복관용 Zr신합금을 개발하기 위해서 16종의 신합금을 설계하였다. 설계된 합금은 진공아크용해, $\beta$-열처리, 열간압연, 냉간압연 및 진공열처리의 공정에 의해 판재로 제조되었으며 이들 시편에 대해 35$0^{\circ}C$와 40$0^{\circ}C$에서 부식시험, 상온과 고온에서 인장시험 및 40$0^{\circ}C$에서 크립시험을 실시하여 신합금의 특성을 평가하였다. Zr-Nb-Sn계에 Fe, V, Te, Sb, Ru, Pd의 다른 원소를 미량 첨가하는 다원계 합금에서 Fe와 Cr은 부식특성을 향상시키는데 매우 효과적인 것으로 나타났다. Sb는 기계적강도를 향상시키고 Fe, Cr원소는 연신율을 증가시키는 원소로 밝혀졌으며 Sb와 V은 크립저항성을 매우 향상시킨다. 16종의 합금중 2-3종의 합금은 기존의 Zircaloy-4보다 우수한 내식성을 보였으며 Zr-Nb-Sn-FeCr합금은 ZIRLO와 유사한 부식저항성을 나타냈다. 부식과 크립저항성을 동시에 향상시키기 위해서는 Fe, Cr, Sb원소를 적절히 함유시킨 합금에 대해서 집중적인 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.