초록
Zr합금에서 V, Sb의 함랗 변화가 Zr 합금의 부식 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 V, Sb함량을 각각 0.1, 0.2, 0.4wt.% 변화시킨 6종의 합금을 제조하고$ 360^{\circ}C$ 물 분위기에서 100일 동안 부식실험을 수행하였다. V이 0.2, 0.4wt% 첨가시편에서는 부식 속도의 천이 현상이 관찰되지 않았으나 0.1wt.% V 첨가 시편의 경우 10일 이후부터 무게증가량이 급격히 증가하는 부식 속도 가속 현상이 발생하였다. V 첨가량이 증가할수록 내식성이 증가하였으며 0.4wt.%V 첨가 합금이 가장 우수한 내식성을 보였다. Sb가 첨가된 삼원계 합금에서는 0.1, 0.4wt.%Sb 첨가 시편의 경우 초기부터 급격히 부식이 가속되는 현상이 발생하였으며 Sb 첨가량이 증가할수록 무게증가량이 감소하다가 다시 증가하여 0.2wt.% Sb 첨가에서 최소 무게증가량을 보였다. V, Sb함량이 증가할수록 석출물의 크기와 석출물의 부피 분율이 증가하는 경향을 보였으며 석출물의 크기가 0.11-0.13$\mu\textrm{m}$의 석출물 크기를 가질 때 가장 우수한 내식성을 보였다. 부식특성과 석출물 크기와의 관계로부터 적절한 크기의 석출물은 음극반응에서 전자의 전도를 제어하고 안정한 산화막 미세구조를 유지하는데 중요한 역할을 한다고 사료된다.
To investigate the effect of V and Sb on the corrosion behavior of Zr- based alloys, corrosion tests were performed on 6 kinds of Zr alloys in an autoclave at $360^{\circ}C$ for 100 days. The transition of the corrosion rate occurred in the sample containing 0.1wt.%V after 10 days but did not occur in the samples containing 0.2wt.%V and 0.4wt.%V. The corrosion resistance of V containing alloys increased with increasing V contents from 0.1 to 0.4wt.% and the alloys containing 0.4wt.%V showed the best corrosion resistance. In the ternary alloys containing 0.1wt.%Sb and 0.4wt.%Sb, the corrosion rate increased significantly from the short exposure time. It was observed that the optimal Sb content for corrosion resistance was 0.2wt.%. The size and volume fraction of precipitates increased with increasing V and Sb contents. The superior corrosion resistance was observed in the Zr alloy having precipitate size of 0.11-0.13$\mu\textrm{m}$. From the result of corrosion behavior and the obserbation of precipitates, the optimal size of the precipitate appear to control the electron conduction in the cathodic reaction and play an important role in maintaining a stable oxide microstructure.
