This study employed a cross-rolling process to fabricate oxide dispersion strengthened (ODS) steel plates and investigated their microstructures and mechanical properties. The 9Cr-1W ODS ferritic steel was fabricated using mechanical alloying and hot isostatic pressing. The hot cross-rolling process produced thick ODS ferritic steel plates with a well-extended rectangular shape. The working direction greatly affected the grain structure and crystal texture of the ODS ferritic steel. Cross-rolled plates showed fine micro-grains with random crystal orientation, while unidirectionally rolled plates exhibited a strong orientation with larger, elongated grains. Transmission electron microscopy revealed a uniform distribution of nano-oxide particles in both rolling methods, with no major differences. Tensile tests of the ODS ferritic steel plates showed that the unidirectional rolled plates had anisotropic elongation, while cross-rolled plates exhibited isotropic behavior with uniform elongation. Cross-rolling produced finer, more uniform grains, reducing anisotropy and improving mechanical properties, making it ideal for manufacturing wide ODS steel components.

In this study, we investigate the effect of the duration of mechanical alloying on the microstructures and mechanical properties of ODS ferritic/martensitic steel. The Fe(bal.)-10Cr-1Mo pre-alloyed powder and Y2O3 powder are mechanically alloyed for the different mechanical alloying duration (0 to 40 h) and then constantly fabricated using a uniaxial hot pressing process. Upon increasing the mechanical alloying time, the average powder diameter and crystallite size increased dramatically. In the initial stages within 5 h of mechanical alloying, inhomogeneous grain morphology is observed along with coarsened carbide and oxide distributions; thus, precipitate phases are temporarily observed between the two powders because of insufficient collision energy to get fragmented. After 40 h of the MA process, however, fine martensitic grains and uniformly distributed oxide particles are observed. This led to a favorable tensile strength and elongation at room temperature and 650oC.

In this study, the effects of Co content on the microstructure and Charpy impact properties of Fe-Cr-W ferritic/martensitic oxide dispersion strengthened (F/M ODS) steels are investigated. F/M ODS steels with 0–5 wt% Co are fabricated by mechanical alloying, followed by hot isostatic pressing, hot-rolling, and normalizing/tempering heat treatment. All the steels commonly exhibit two-phase microstructures consisting of ferrite and tempered martensite. The volume fraction of ferrite increases with the increase in the Co content, since the Co element considerably lowers the hardenability of the F/M ODS steel. Despite the lowest volume fraction of tempered martensite, the F/M ODS steel with 5 wt% Co shows the highest micro-Vickers hardness, owing to the solid solution-hardening effect of the alloyed Co. The high hardness of the steel improves the resistance to fracture initiation, thereby resulting in the enhanced fracture initiation energy in a Charpy impact test at – 40oC. Furthermore, the addition of Co suppresses the formation of coarse oxide inclusions in the F/M ODS steel, while simultaneously providing a high resistance to fracture propagation. Owing to these combined effects of Co, the Charpy impact energy of the F/M ODS steel increases gradually with the increase in the Co content.

원자로 격납건물은 냉각재상실사고와 같이 내부의 과도한 압력이 유발되는 사고에 있어서도 방사성 물질이 외부로 누출되지 않도록 막는 최종의 방벽이다. 이러한 격납건물의 기능적 중요성에 기인하여, 건설 초기 구조건전성시험(SIT)을 수행한다. 이러한 SIT거동을 가장 실제와 가깝게 예측하기 위한 해석 연구를 수행하였다. 해당 연구의 결과는 2편의 논문으로 정리되었는데, 본 논문은 그 중 II편으로 I편의 해석모델 구성 시의 주요 고려사항의 분석 및 예비해석 결과를 반영한 상세 해석 모델의 구성 과정 및 해석 결과를 제시하고 있다. 특히 비부착식 텐던으로 시공된 구조물에서 덕트관에 의한 강성 저감효과 및 덕트관을 사이에 둔 텐던과 콘크리트간의 밀착 여부에 따른 영향을 해석 시 최대한 고려하고자 하였다. 이러한 과정을 통해 구축된 해석 모델에 따른 변위과 신고리 3호기 SIT 측정변위를 비교한 결과, ASME CC-6000 기준을 충분히 만족시키는 결과가 나타남을 확인하였다.

원자로 격납건물은 냉각재상실사고와 같이 내부의 과도한 압력이 유발되는 사고에 있어서도 방사성 물질이 외부로 누출되지 않도록 막는 최종의 방벽이다. 이러한 격납건물의 기능적 중요성에 기인하여, 건설 초기 구조건전성시험(SIT)을 수행한다. 신고리 3호기 SIT 시험 당시 계측된 변위를 예측하기 위한 초기 해석 모델은 일부 위치에서 실제 변위를 과소 평가하는 경향을 보임에 따라 이를 개선하고자 하는 연구가 수행되었다. 해당 연구의 결과를 I 편과 II 편의 논문으로 정리하였으며, 본 I 편에서는 초기 해석모델을 개선해가는 과정에서의 해석모델 구성 시의 주요 고려사항의 분석 및 예비해석 결과를 제시하고 있다. 우선적으로 콘크리트 자체의 해석요소(mesh) 구성과 라이너, 철근, 텐던 등의 요소간의 연결 설정이 중요함을 확인하였다. 또한, 다양한 예비해석의 결과를 통해 비부착식 텐던으로 시공된 구조물에서 덕트관에 의한 강성 저감 효과 및 덕트관을 사이에 둔 텐던과 콘크리트간의 밀착 여부에 따른 강성 영향을 적절히 고려하는 것이 중요함을 확인하였다.

A precipitation behavior of nano-oxide particle in Fe-5Y2O3 alloy powders is studied. The mechanically alloyed Fe-5Y2O3 powders are pressed at 750oC for 1h, 850oC for 1h and 1150oC for 1h, respectively. The results of Xray diffraction pattern analysis indicate that the Y2O3 diffraction peak disappear after mechanically alloying process, but Y2O3 and YFe2O4 complex oxide precipitates peak are observed in the powders pressed at 1150oC. The differential scanning calorimetry study results reveal that the formation of precipitates occur at around 1054oC. Based on the transmission electron microscopy analysis result, the oxide particles with a composition of Y-Fe-O are found in the Fe-5Y2O3 alloy powders pressed at 1150oC. It is thus conclude that the mechanically alloyed Fe-5Y2O3 powders have no precipitates and the oxide particles in the powders are formed by a high temperature heat-treatment