Inconel 740초내열 합금의 기계적 물성에 대한 고온변형의 영향

초록

우수한 고온물성을 가진 Ni계 초내열 합금은 고온 및 고압 분위기에서 실 운용 할 때, 기지에 분포하는 gamma prime (γ`)상의 분율 및 크기변화가 발생하게 되며, 이로 인해 고온강도 및 크립특성 등이 저하된다. 이러한 이유로 고온 및 고압 분위기에서 실제 운용되는 초내열 합금에 γ` 등의 미세조직 상이 미치는 영향을 분석하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 Ni계 초내열 합금은 차세대 초초임계압 화력발전설비의 주요소재로 주목 받고 있는데, 최근에는 이를 위한 최적합 소재로 Inconel 740 초내열 합금이 개발되었다. 이 합금은 기지내에 수십나노 크기의 γ`상을 고르게 지니고 있어 우수한 고온 및 고압 물성을 나타낸다고 알려져 있다. 본 연구에서는 차세대 초초임계압 화력발전설비의 운용목표 온도인 약 700℃에서 탄성구간부터 소성구간까지 Inconel 740 합금에 대한 고온/고압 물성을 Gleeble 장비를 이용하여 모사하고, 변형에 따라 모사된 시험편의 기지 내에 존재하는 γ` 상 등을 비교, 분석하였다. 추가적으로 계장화압입시험을 이용하여 변형에 따른 γ` 상이 초내열 합금의 기계적 거동에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다. 이러한 결과로부터, Inconel 740 초내열 합금의 기계적 물성에 대한 고온변형의 영향을 종합적으로 정리하였다.