Evaluation of Fretting Fatigue Behavior for Inconel Alloy at 320℃

Inconel alloys are generally used as steam generator tubes in nuclear power plants. These alloys are highnickel chromium alloys that exhibit excellent resistance to aqueous corrosion. In this paper, the effects of elevated temperatures such as an operating temperature of $320^{\circ}C$ on the fretting fatigue behavior of inconel 600 and 690. We observed that the plain and fretting fatigue limits at $320^{\circ}C$ were slightly lower than those at room temperature. The frictional forces varied depending on the number of load cycles. After each test, we studied the fretting fatigue mechanisms via SEM observations. These results can be used for structural integrity evaluations at elevated temperatures and for studying fretting damage in steam generator systems.

320℃에서의 인코넬 합금의 프레팅 피로 거동 평가에 관한 연구

원자력 발전설비의 증기발생기용 세관 재료로 인코넬 합금이 사용되고 있다. 인코넬 합금은 고니켈과 크롬의 합금으로 고온에서 내부식성이 뛰어난 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 인코넬 600 과 690 합금에 대해 실제 원전의 운전온도, 즉 $320^{\circ}C$가 프레팅 피로 거동에 미치는 영향에 대해 연구해보았다. 그 결과 $320^{\circ}C$에서의 단순 피로한도와 프레팅 피로한도가 상온에서의 단순 및 프레팅 피로한도에 비해 다소 저하하는 것을 알 수 있었다. 아울러 하중 반복회수와 마찰력의 변화 특성도 얻었다. 또한 파단면을 전자현미경으로 관찰하여 프레팅 피로기구도 검토해 보았다. 이와 같은 결과는 실제 운전온도에서 프레팅을 받는 증기발생기의 구조건전성 평가에 활용 가능할 것으로 생각된다.