Effects of microalloying element addition on mechanical properties of SA508 Gr.1A low-alloy steels

현세미; 김민철; 홍석민; 김종민; 손석수

doi:10.1016/j.net.2024.03.049

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자료유형: 학술저널

저자정보: 현세미 (고려대학교) 김민철 (한국원자력연구원) 홍석민 (한국원자력연구원) 김종민 (한국원자력연구원) 손석수 (고려대학교)

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology Vol.56 No.9

발행연도: 2024.9

수록면: 3,528 - 3,535 (8page)

DOI: 10.1016/j.net.2024.03.049

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SA508 Gr.1A low-alloy steel is being considered as a candidate material for main steam line piping in nuclear power plants. Therefore, improving its strength and toughness is essential for enhancing the leak-before-break (LBB) margin. In this study, six types of model alloys were fabricated by varying the contents of microalloying elements (C, Cu, B, Ti, and Nb) to enhance the mechanical properties of the specimens. The addition of a few ppm of B led to the formation of a fine-grained low-temperature transformation microstructure, resulting in the highest strength among the model alloys. However, the addition of Nb and Ti increased the formation of coarse ferrite, significantly decreasing the strength of the alloys. Reducing the C content while adding a small amount of B simultaneously maintained strength and enhanced toughness. Furthermore, the LBB margins of model alloys and commercial steel were evaluated to validate the influence of varying microalloying content. The model alloys exhibited a substantial increase in yield strength and fracture resistance, resulting in a more than 10% increase in the LBB margin. Notably, the LBB margin of the alloy with 15 ppm B was 1.39, approximately 25% higher than that of commercial steels.

#Main steam line piping #SA508 Gr1A low-alloy steel #Microalloying element #Mechanical property #Leak-before-break

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