Measurement of Dynamic Elastic Constants of RPV Steel Weld due to Localized Microstructural Variation

원자로 용접부의 국부적 미세조직 변화에 따른 동적탄성계수 측정

The dynamic elastic constants of the simulated weld HAZ (heat-affected zone) of SA 508 Class 3 reactor pressure vessel (RPV) steel were investigated by resonant ultrasound spectroscopy (RUS). The resonance frequencies of rectangular parallelepiped samples woe calculated from the initial estimates of elastic stiffness $c_{11},\;c_{12}\;and\;c_{44}$ with an assumption of isotropic property, dimension and density. Through the comparison of calculated resonant frequencies with the measured resonant frequencies by RUS, very accurate elastic constants of SA 508 Class 3 steel were determined by iteration and convergence processes. Clear differences of Youngs modulus and shear modulus were shown from samples with different thermal cycles and microstructures. Youngs modulus and shear modulus of samples with fine-grained bainite were higher than those with coarse-grained tempered martensite. This tendency was confirmed from other results such as micro-hardness test.

원자로 재료인 SA 508 Class 3 강용접부 및 열영향부 모사 시험편에 대해서 초음파공명분광법으로 동적탄성계수를 측정하였다. 등방성 탄성계수를 가정하여 초기 추정 탄성 계수, $c_{11},\;c_{12}$ 및 $c_{44}$로부터 장방형 시편의 공명 주파수를 계산하였으며 계산된 주파수와 초음파공명분광법으로 측정된 주파수를 비교, 반복 수렴 절차를 거쳐 정밀한 탄성계수를 구했다. 열처리 조건의 차이 및 미세 조직의 차이에 따라 영률 및 전단 계수의 차이가 확실하게 나타났다. 미세한 베이나이트 조직에서의 영률 및 전단 계수는 조대한 마르텐사이트 조직보다 높았으며 이러한 경향은 미세 경도 시험 등의 다른 실험 결과와도 일치하였다.