Abstract
The purpose of this study was to investigate the high temperature creep behavior of anisotropic Zr-2.4%Nb alloy which includes the hydride. To minimize the effect of the anisotropy and to achieve the bi-axial stress condition, SP creep test was performed using the Zr alloys which have the 50 ppm, 100 ppm and 200 ppm hydride. Each SP creep curve was obtained and compared. While the creep degradation of 50 ppm and 100 ppm hydride specimens was clearly found, the degradation of 200 ppm was not cleared. By the comparison of SP creep constant and stree exponent, this fact was confirmed. As the degradation of 50 ppm and 100 ppm hydride was processed, the SP creep constant was decreased and the stress exponet was increased. However, while the SP creep constant of 200 ppm hydride was decreased, the stree exponent was decreased. Finally, it was confirmed that the creep degradation of 200 ppm was not found. In conclusion, the hydride was the major parameter to control the hight temperature creep degradation of Zr alloy.
본 연구는 이방성 재료인 Zr-2.5%Nb가 수소화물을 함유할 때, 고온 크리프 거동 특성을 규명하고자 한다. 이를 위해 50 ppm, 100 ppm, 200 ppm의 수소화물을 장입한 Zr 합금을 이방성의 영향을 최소화하고 실제 하중 조건인 2축 응력을 구현하기 위해서 $300^{\circ}C$에서 SP 크리프 시험을 행하였다. 이 시험을 통해 SP 크리프 곡선을 얻었으며, 각각의 시험편의 경향을 비교하였다. 50, 100 ppm의 경우에는 수소화물에 의한 고온 크리프의 열화 거동을 확연히 구분할 수 있었다. 반면에 200 ppm의 경우에는 크리프의 열화가 발생하지 않았다. 이런 사실은 SP 크리프 상수와 응력지수의 비교에 의해서도 확인할 수 있었다. 50 ppm과 100 ppm의 경우에는 크리프 상수가 감소하고, 응력지수는 증가하는 것으로부터 Zr 합금의 열화를 확인할 수 있으나, 반면에 200 ppm의 경우에는 크리프 상수가 도리어 증가하고, 응력지수는 감소하였다. 이런 사실로부터 수소화물이 Zr 합금의 고온 크리프 거동의 특성을 좌우하는 매우 중요한 인자임을 확인하였다.