P91 steel has been a highly researched material because of its applicability for high-temperature applications. Considerable efforts have been made to produce experimental creep data and develop models for creep life prediction. As creep tests are expensive and difficult to conduct, it is vital to develop authenticated empirical methods from experimental results that can be utilized for better understanding of creep behavior and can be incorporated into computational models for reliable prediction of creep life. In this research, a series of creep rupture tests are performed on the P91 specimens within a stress range of 155 MPa to 200 MPa and temperature range of 640 oC (913 K) to 675 oC (948 K). The microstructure, hardness, and fracture surfaces of the specimens are investigated. To analyze the results of the creep rupture tests at a macro level, a parameter called creep work density is derived. Then, the relationships between various creep parameters such as strain, strain rate, time to rupture, creep damage tolerance factor, and creep work density are investigated, and various empirical equations are obtained.

Technological mode progress demands the use of materials at high temperature and pressure. Constant load creep tests have been carried out over the range of stresses at high temperatures. One of the most critical factors in considering such applications as the most critical one is the creep behavior. In order to investigate the creep behavior in this study, the stress exponents during creep were determined over the temperature range of 275℃ to 325℃ and the stress range of 36MPa to 72MPa. The applicability of modified Monkman-Grant relationship was also discussed.

Ni기 초내열합금 GTD 111의 미세조직의 변화와 크리프 파단특성에 대해 연구하였다. 조직관찰을 통해 본 합금의 응고거동과 주조 후 응고과정에서 석출거동을 분석하였다. MC탄화물의 생성위치가 γ/γ' 상 보다 수지상 중심에서 가까운 것으로 MC탄화물이 γ/γ'공정상보다 먼저 응고된 것을 확인할 수 있었다. η상은 Ti가 많은 γ'상에서 변태되어 형성되었으며, γ/γ'공정상에서 η상으로의 변태에 따라 η상 근처에 PFZ가 형성되고 PFZ 내부에 TaC가 석출됨을 확인하였다. 871˚C이상의 온도에서 크리프 파단은 결정입계를 따라 진행되는 것이 명확하였으며, 표면에서 형성된 균열과 내부에서 생성된 균열이 전파, 조합되어 최종파단을 초래하였다. 결정입계 균열의 생성은 최종응시 형성된 미세공동과 밀접한 관계가 있는 것으로 분석되었으며, η상과 PFZ는 균열 생성에 큰 영향을 주지 않았다.

1.0Cr-1.0Mo-0.25V강 용접부의 크립 파단 시험시 파단 발생 원인에 관한 연구가 시행되었다. 파괴는 Intercritical Heat Affected Zone에서 발생하였으며 파단면에서 구상의조대한 M6C탄화물이 발견되었다. 모재는 molybdenum 주성분의 M2C, vanadium 주성분의 M4C3 및 chromium 주성분의 M23C6와 M7C3 탄화물이 존재하였다. 모의 실험 결과 준안정 상태인 M2C 탄화물은 850˚C, 10oh에서 안정한 M6C탄화물로 변태하였다. M6C 탄화물은 주변의 molybdenum 농도를 떨어뜨려 강도의 저하를 가져오며 크립 기공의 발생 원인을 제공하였다.