물질, 재료연구기구의 種池正樹 특별연구원, 澤田浩太 연구원 등은 나노사이즈의 석출물을 미세분산시켜 합금원소 첨가량을 최적화함으로써 클리프 파단강도와 인성이 우수한 고강도 페라이트강을 개발했다. 차세대 초임계 발전 플랜트로 계획하고 있는 650℃, 10만 시간 후의 파단강도인 100메가펄스를 넘을 수 있다고 보여지고, 합금원소 제어로 인성 저하도 억제하는데 성공했다. 고효율 발전 플랜트의 구조재료 등에 대한 응용이 기대되며 발전효율 향상에 의한 이산화탄소(CO2) 발생억제가 전망된다고 한다.
페라이트강은 가장 일반적인 내열강으로 화력발전소의 보일러계 대구경 두터운 강관 등 각종 플랜트 등에 폭넓게 이용되고 있다. 그러나 내열성의 한계가 620℃ 정도로 발전효율 향상이 목표로 계획되고 있는 터빈입구 온도 650℃가 되면 내열성이 현저하게 저하된다. 따라서 발전효율을 좌우하는 증기온도를 억제할 수밖에 없는데 이때 열효율은 42% 정도가 한계이다.
새 강재는 내열강 속의 탄화물량을 줄임으로써 조대(粗大)해지기 쉬운 크롬질화물의 성장을 억제함과 동시에 고온에서 장시간 안정적인 미세질화물을 강화에 이용했다는 것이 포인트. 種池, 澤田 연구원 등은 0.2% 정도의 바나듐을 첨가하여 입경 수 나노미터 사이즈의 바나듐 질화물을 금속조성 속에 분산 석출시키자 내열특성을 개선할 수 있다는 것을 밝혀냈다.
목표로 하는 10만 시간은 발전 플랜트의 운전시간이라고 하는 11년 5개월에 상당. 700℃에서의 가속 클리프 시험 결과로 650℃, 10만 시간이라는 발전 플랜트의 운전조건으로 환산한 결과, 클리프 파단강도 100메가펄스, 실온에서의 인성 50줄을 확보할 수 있을 전망이다. 최대 CO2 발생원의 하나인 화력발전의 효율 향상으로 일본의 CO2 삭감에도 일조를 할 것 같다. (NK)
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