[Research Paper] 대한금속 ·재료학회지 (Korean J. Met. Mater.), Vol. 56, No. 1 (2018) pp.1-7 1

DOI: 10.3365/KJMM.2018.56.1.1

베이나이트계 X70강 수소가압분위기 인장시험의 수소취성균열 전파

최병학1,* · 장현수1

· 이범규1 · 김의수2

· 김우식3 · 백운봉4

· 남승훈4

1강릉원주대학교 신소재금속공학과2한국교통대학교 안전공학과

3한국가스공사 가스기술연구원4한국표준과학연구원 에너지소재표준센터

Hydrogen Induced Crack Propagation in Bainitic X70 Steelin Hydrogen Pressured Tensile Test

Byung Hak Choe1,*, Hyeon Su Jang1, Bum Gyu Lee1, Eui Soo Kim2, Woo Sik Kim3, Un Bong Baek4, and Sung Hoon Nam4

1Department of Metal and Materials Engineering, Gangneung-Wonju National University, Gangneung 25457, Republic of Korea2Department of Safety Engineering, Korea National University of Transportation Chungju 27469, Republic of Korea

3Gas Facility Technology Center, KOGAS Research institute, Daegu 41062, Republic of Korea4Center for Energy Materials Metallurgy, Korea Research Institute of Standards and Science, Daejeon 34113, Republic of Korea

Abstract: This study investigated hydrogen induced cracking (HIC) of X70 steel, used for gas pipeline

material, with a bainitic microstructure. The effect of hydrogen on the steel was investigated by tensile-

testing in a high pressure hydrogen atmosphere, using OM, SEM and TEM analyses. The mechanisms

of hydrogen-related cracking were represented as stress-induced hydride formation, hydrogen enhanced

localized plasticity and decohesion. While hydrogen-trapped sites increased the HIC susceptibility, a kind

of surface corrosion occurred in the tensile tested gauge length, due to the high pressured hydrogen

atmosphere. The surface corrosion was composed of HIV (hydrogen induced voids) and HIC occurred by

linking of the voids. Typical SOHIC (stress oriented HIC) propagated to the inner areas by linking of

planar cracks normal to the primary propagation direction. Carbides at grain and lath boundary of the

X70 bainite acted as initiation sites of the voids, followed by cracking without any phase transformation.

The relation of hydrogen induced defects and grain boundary carbide is discussed in relation to hydrogen

corrosion and safe application in hydrogen system.

(Received March 27, 2017; Accepted July 28, 2017)

Keywords: hydrogen induced crack (HIC), hydrogen induced void (HIV), X70 steel, bainite, grain and lath boundarycarbide, hydrogen corrosion

1. 서 론

X70강은 베이나이트계 미세조직의 탄소강으로써 가스배

관 재질로 사용되는 강종이다. 베이나이트강이란 열처리 후

냉각만으로도 항복강도 490MPa 이상의 고강도 특성을 갖

는 재질인데, 이는 유냉 정도의 비교적 빠른 냉각속도에서

미세한 탄화물석출과 더불어 결정립 미세화가 유도된 미세

조직 구조의 특징에 기인한다 [1-3]. 이러한 결정립 미세화

는 강의 경강도 뿐만 아니라 연인성을 개선시키고 부식,

피로, 마모와 같은 강종 사용의 모든 측면에서 우수한 특

성을 지니게 한다. 따라서 우리나라에서는 70기압의 천연

가스배관 주요 재질로 사용 안정성이 확보된 X70강을 채

택하고 있다 [1-3].

최근 수소연료전지 자동차 및 수소에너지 타운 개발이

시행되면서 수소사용 배관재질로 X70이 고려되고 있다. 이

것은 1기압 미만의 저압수소 배관의 경우 A106과 같은

저강도 펄라이트계 탄소강 사용이 가능하지만, 수소압력이

20기압을 초과하는 경우 일반 저강도 강종으로는 배관 두

께가 두꺼워져서 장거리 배관 시공에 문제가 있기 때문이

*Corresponding Author: Byung Hak Choe

[Tel: +82-33-640-2365, E-mail: cbh@gwnu.ac.kr]

Copyright ⓒ The Korean Institute of Metals and Materials

2 대한금속 ·재료학회지 제56권 제1호 (2018년 1월)

다. 따라서 고압수소 배관사용 재질로 X70 강종을 고려한

수소취성효과를 검증할 필요가 있다.

일반적으로 강의 경강도가 클수록 수소취성 위험성은 큰

것으로 보고 된다 [4,5]. 일반적으로 강의 수소취성에 대한

인장강도와 수소환경 관계에 있어서, 지연파괴 (delayed

crack)로 알려진 수소취성은 재질의 고강도 조건과 더불어

확산성 수소양에 비례하여 가능성이 커지는 것으로 보고된

다. 특히 확산성 수소조건은 H2S 환경에서 극심해지는 것

을 알 수 있다 [6].

강재질의 주요 수소취성 균열 생성기구로 HELP (hydrogen

enhanced localized plasticity) 및 HEDE (hydrogen enhanced

decohesion) 이론이 언급된다 [7-9]. HELP는 강재질 균

열첨단을 통해 전달되는 확산성 수소가 전위이동의 촉진

과 연화현상을 일으킨다는 이론이다 이에 비해 HEDE는

수소에 의해 균열첨단에 집적되는 평면전위 (planar

dislocation)와 이로 인한 수소취성균열의 유발을 동반하

는 것을 제시하고 있다 [10]. 이러한 수소기구들이 fcc

오스테나이트계 스테인레스강에 적용되는 경우 평면전위

집적에 의한 응력부식균열과의 관련성도 보고되고 있다

[11]. 전위집적은 수소원자들이 코트렐 분위기로 전위중심

으로부터 수 nm 간격으로 배열되며 [12], 수소원자의 코

트렐 분위기 형성에 의해 bcc 페라이트계 탄소강의 변형

시효경화 현상을 유발시키는 원인이 된다는 연구보고가

있다 [5,10,13].

X70강과 같은 탄소강에 유발되는 수소취성 (HE,

hydrogen embrittlement) 현상은 일반적으로 수소취성균열

(HIC, hydrogen induced crack)로 대표된다. 이것은 강재

질 표면 들뜸 현상인 블리스터 (blister), 일반 HIC 및 응

력유기의 SOHIC (stress oriented HIC)로 구분되는데 균

열형상은 대체로 밴드조직의 펄라이트 경계를 따르는 계단

형태 (stepwise) 또는 입계균열인 것으로 보고 된다 [14-

16]. 또한 수소취성을 당한 탄소강의 경우 균열첨단의 경

도증가와 충격흡수에너지 감소 및 입계취성파단이 보고되

고 있지만 [10,16], 앞에서 언급된 HELP 기구와 HIC 생

성 및 전파를 연계하여 균열의 미세조직 전파양상에 대해

구체적으로 연구된 바는 거의 없다. 즉 α-페라이트 또는

γ-오스테나이트 단일상에 적용되는 HELP 기구를 가지고

탄소강의 펄라이트, 베이나이트 및 템퍼드 마르텐사이트와

같이 탄화물이 석출된 미세조직에 적용에 하는 것에 한계

가 있다.

본 연구에서는 베이나이트 미세조직의 X70에 대한 수

소취성균열 전파양상을 고찰하였다. 펄라이트 탄소강의

경우 입계탄화물 경계를 따르는 HIC 전파가 보고되고

있지만, X70강과 같은 베이나이트 또는 템퍼드 마르텐사

이트 조직의 HIC 전파양상 연구는 더욱 드물다. 본 연

구에서 수소가압분위기에서 수소취성을 겪은 X70 재질

에 대하여 광학현미경, SEM, TEM 및 경도분석을 통하

여 고압수소 사용을 가정한 재질취화 및 등급저하 현상

을 검토하였다. 이를 통하여 수소사용 시 HIC 전파가

억제되고 건전한 사용이 확보된 X70 미세조직 구성을

고찰하고자 하였다.

2. 실험방법

본 연구에 사용된 재질은 API 5L X70으로써 한국에서

는 가스배관으로 사용되는 강종인데, 이 재질의 화학성분

과 인장특성은 표 1과 같다.

베이나이트 조직으로 구성된 X70의 수소취성효과를 분

석하기 위하여 100기압 수소가압분위기에서 상온 인장시

험을 수행하였다. 인장은 10-4/sec 늦은 변형속도 (slow

strain rate) 구간인데 동일한 압력의 헬륨 불활성기체 분위

기에서 인장시험하여 수소와 헬륨 분위기 부식 및 취성정

도를 비교하였다.

수소취성에 의한 공공과 균열의 결함은 나이탈 (5%

HNO3, 95% 에타놀) 에칭하여 광학 및 주사전자현미경으

로 관찰하였다. 주사전자현미경은 HITACHI QUNTA 3D

FEG 기종으로 EDS (energy dispersive spectroscope)의

성분분석기 가 장착된 것이다. 또한 상분석을 위하여 투과

전자현미경을 사용하였으며 TEM은 JEOL-JEM 2000FX

기종인데, TEM 샘플은 TESCAN-MIRA SEG-3 기종의

FIB (focused Ion beam) 장비로 제작하였다. X선 회절분

석기 (D8 Advance)에 사용된 타겟 단파장은은 Cu Kα선

(λ=1.5421Å) 이다.

3. 실험결과

3.1 수소가압 분위기 인장시험

X70강에 발생되는 수소취성균열 (Hydrogen Induced

Crack, 이하 HIC) 현상을 관찰하기 위하여, 불활성 헬륨과

Table 1. Chemical compositions and Tensile properties of X70 steel

Chemical

CompositionC Si Mn P S

max. wt% 0.16 0.55 1.7 0.035 0.035

Tensile

Properties

Yield SterngthTensile Strength

(MPa)Elongation

480 MPa (min) 600~750 MPa 17% (min)

최병학 · 장현수 · 이범규 · 김의수 · 김우식 · 백운봉 · 남승훈 3

수소가압분위기에서 인장시험을 하고 시험편 표면 균열양

상을 비교 분석하였다. 그림 1은 X70을 헬륨과 수소의

100기압 가압분위기에서 인장시험한 시험편을 보여 주는

것이다. 그림에서 불활성 헬륨 가압분위기의 경우 시험편

전체에서 특별한 부식현상이 관찰되지 않는 반면에, 수소

가압분위기의 경우 시험편 그립부와 게이지부 표면에 반점

형태의 부식현상이 발생되는 것이 관찰된다.

그림 1(a)에서 헬륨 분위기의 경우 파단은 Cup and

Cone 형태의 전형적인 연성파단인 것에 비하여, 그림 1(b)

에서 수소 분위기의 경우 파단은 취성파단 형태를 보인

다. 이것으로부터 수소가압 분위기에 인장응력이 가해지는

“응력+수소” 조건이 이루어지면, 수소부식으로써 수소취성

이 개입되는 취성파단이 발생되는 것을 알 수 있다.

수소가압분위기 인장시험편 표면에 발생된 수소취성 결

함을 그립부와 게이지부로 나누어 검토하였다. 여기에서

인장시험편 그립부는 시편고정의 압축응력을 받고 있어

수소균열과는 연관성이 없으며 단순한 수소가압 효과만

가해진 것이고, 게이지부는 수소가압과 인장응력의 복합

효과를 대표하는 것이다. 즉 게이지부에서는 인장응력부

에 수소확산이 결부되어 수소취성균열 가능성을 보고자

한 것이다.

그림 2는 수소가압분위기 인장시험편의 그림 1(b) “A”

지역의 그립부를 보여 주는 것이다. 그립부에는 그림

2(a),(b)와 같이 표면의 결함지역과, 그림 2(c),(d)의 내부

전파 결함지역으로 관찰된다. 여기에서 표면에 형성된 결

함부는 약 5 µm 깊이의 기공 및 균열이며, 내부 전파 결

함부는 약 10 µm 진전된 기공 및 균열로 구성된다. 또한

그림 2(d)에서 HIC 직하에 새로운 기공 형성이 관찰된다.

여기에서 균열은 수소취성균열 (HIC)이며, 기공은 수소유

기기공 (Hydrogen Induced Void, 이하 HIV)으로 규정할

수 있다. 이와 같이 그립부에 발생된 수소유기결함을 유추

해 볼 때, 수소결함은 표면 “기공 (HIV) → 수직균열

(HIC) → 기공 (HIV) → 원주 균열 (HIV 합체)” 과정으

로 전파되는 것으로 보여 진다. 그리고 그립부 20 µm 이

하 지역에는 더 이상의 수소결함이 관찰되지 않아서 수소

가압만으로 수소균열의 전파가 제한적인 것을 알 수 있다.

수소가압분위기 인장시험편의 게이지부는 그림 1(b)에서

얼룩반점이 존재하는 “B” 지역의 비파단/비균열 지역과

“C” 지역의 극심한 균열을 동반하는 파단면 지역으로 나

뉘는데, 두 지역은 게이지 전체 길이의 약 “75% : 25%”

Fig. 1. Photographs of tensile tested specimens at (a) Helium and(b) Hydrogen atmosphere.

Fig. 2. SEM microstructures of surface area ("A" of Fig.1(b))hydrogen atmosphere tensile tested grip : (a),(b) surface and (c),(d)inner area.

Fig. 3. Microstructures of surface hydrogen corrosion (‘‘B’’ ofFig.1(b)) in hydrogen atmosphere tensile tested gauge : (a),(b)surface corrosion area in stained gauge, (c),(e) hydrogen inducedcrack and (d) hydrogen induced void

4 대한금속 ·재료학회지 제56권 제1호 (2018년 1월)

를 차지한다.

그림 3은 게이지부 중에서 “B” 지역의 얼룩반점 지역의

부식결함 (공공과 균열) 및 미세조직을 보여 주는 것이다.

먼저 광학현미경으로 관찰하였을 때 이 지역의 얼룩반점

형태는 표면 부식차이에 의한 것으로 확인된다. 즉 얼룩반

점이 존재하는 게이지 표면에 대하여 광학현미경 관찰을

위한 에칭 시 미세조직에는 그림 3(a)과 같이 50 µm 깊이

의 부식층이 형성된다. 이것은 게이지 표면부에 수소결함

이 존재하는 것을 의미하며 그림 3(b)와 같은 부식층 또는

그림 3(c)의 균열 (HIC) 형태 결함이 관찰된다.

또한 주사전자현미경 관찰로부터 얼룩반점 비파단/비균

열 지역에서는 그림 3(d),(e)와 같이 표면으로부터 약 10

µm 깊이의 수소결함층이 관찰된다. 이것은 앞의 광학현미

경 관찰결과와 일치하는 것인데, 수소결함은 그림 3(d)의

기공형태 (HIV)와 그림 3(e)의 원주방향 균열형태 (HIC)

종류로 구분된다.

그림 4는 게이지부 중에서 그림 1(b) “C’’ 지역의 균열

을 동반하는 파단면 지역의 균열 및 미세조직을 보여 주는

것이다. 먼저 그림 5는 광학현미경으로 관찰한 게이지부

균열인데, HIC는 그림 4(a)에서 수직방향의 균열, 그림

4(b)에서 게이지 내부지열의 45o 방향 균열전파와 그림

4(c)에서 게이지 표면의 피트형태로부터 연결되는 45o 방

향 균열로 구분할 수 있다.

4. 고 찰

앞의 실험결과로부터 수소가압과 인장응력에 의해 X70

강재질 표면은 기공의 HIV와 균열의 HIC 결함을 겪는 것

을 알 수 있었다. 다음에는 이러한 기공 및 균열의 생성과

전파에 대한 해석기구를 고찰하였다.

그림 5는 그림 1(b)의 “C’’ 지역인 파단 게이지부를

SEM으로 관찰한 것이다. 그림 5(a),(b)에서 게이지부 표면

균열은 시험편 수직방향으로 전파되는데, 초기에는 시험편

전면에 걸쳐 약 10 µm 깊이 HIC가 발생하다가 그중에서

일부 균열이 지그재그 방향으로 전파하는 것을 알 수 있

다. 또한 균열 첨단의 전면에는 그림 5(a)와 같이 기공

(HIV) 형성이 관찰되는데, 내면으로 진전한 균열은 그림 5

(b)와 같이 수직방향으로 배열되어 있는 시멘타이트 탄화

물 경계를 따라 전파되는 것이 확인된다.

그림 6은 앞의 그림 5(b) 부분과 연결된 내부 지역으로

써, 이곳의 균열 첨단 전면에 생성된 기공을 보여 주는 것

이다. 이것은 그림 6(a)과 유사한 형태인데 수소가압분위기

에서 HIC 첨단에는 대부분 그림과 같은 기공 (HIV)이 동

Fig. 4. Crack morphologies of fractured area ("C" of Fig.1(b)) inhydrogen atmosphere tensile tested gauge : (a) perpendicular crack,(b) 45o propagated crack inner area and (c) 45o propagated crackfrom surface pit. Fig. 5. Crack propagation of fractured area (“C” of Fig.1(b)) in

hydrogen atmosphere tensile tested gauge : (a) surface HIC and (b)inner HIC.

Fig. 6. Void propagation of fractured area (“C” of Fig.1(b)) inhydrogen atmosphere tensile tested gauge : (a),(b) along grainboundary carbides and (c),(d) EDS of the carbides.

최병학 · 장현수 · 이범규 · 김의수 · 김우식 · 백운봉 · 남승훈 5

반되는 것으로 확인된다. 그림 6(a),(b)에서 기공들은 주로

입계에 석출한 탄화물 경계에 발생되는 것을 알 수 있다.

또한 입내에 형성된 기공 (HIV)은 래쓰 경계를 따라 진전

하는데, 이러한 입내 래쓰 경계에도 탄화물이 확인된다. 이

러한 HIV 또는 HIC 형성 위치가 되는 탄화물인 것은 그

림 6(c),(d)의 SEM/EDS 분석으로부터 확인된다.

이러한 그림 5와 그림 6의 분석결과로부터 수소가압과

인장응력 상태에서 수소취성 현상은 탄화물 경계로부터 초

기 기공 (HIV) 생성과 이후 기공 (HIV) 연결에 의한 균

열 (HIC) 생성 및 전파에 이르는 것으로 고찰된다. 이러한

모든 HIV와 HIC가 탄화물 경계에 발생되는 것은 수소에

의해 전위이동이 촉진되었다가, 입계/래쓰 탄화물 계면 또

는 입계에 평면전위가 극심하게 집적되어 취성을 유발시키

는 것으로 추정된다 [7-10].

이와 같이 X70의 수소가압분위기 인장시험편 HIC 첨단

에 형성된 미세조직을 TEM으로 관찰한 결과는 그림8과

같다. HIC 첨단에는 그림 7(a)과 같이 래쓰 형태의 베이

나이트 조직이 관찰되는데, 조직은 0.1 µm × 1 µm 크기의

경계로 구성된다. 원형부분의 회절도형은 그림 7(b)과 같

이 다결정 도형으로 확인되어 이 지역이 미세한 결정립으

로 구성된 것이 입증된다. 또한 화살표 부분의 결정립 하

나에 대한 회절도형은 그림 7(c)과 같이 bcc 격자구조의

α-페라이트인 것으로 확인된다.

HIC 발생 지역에 대한 XRD 분석에서 그림 7(d)과 같

이 bcc 격자구조의 α 페라이트 단일상만 관찰되어, 수소가

압 및 인장응력 상태에서도 X70 미세조직의 상변태가 발

생되지 않는 것을 알 수 있다. 이것은 스테인레스강에서

수소가 fcc 오스테나이트로부터 hcp ε-마르텐사이트 유사

상변태를 유발하는 것을 고려할 때 [17,18], 수소는 bcc α

페라이트 조직 자체에 영향을 주지 않은 것을 의미한다.

즉 X70에 발생된 HIV 및 HIC는 상변태를 동반하지 않

는 수소결함인 것으로 규정된다.

고강도 재질은 앞의 그림 1과 같이 수소취성 위험성이

높은 것으로 알려져 있는데 [1], X70강의 수소흡착에 의한

HIC 예민성은 별도로 보고되고 있다 [19-21]. 고강도 래쓰

조직의 베이나이트 또는 템퍼드 마르텐사이트 강에 대한

HIC 영향성은 수소원자들이 래쓰 평면전위에 흡착되기 쉬

운 수소흡착성 (hydrogen trapping) 효과에 있으며, 이것이

X70 베이나이트 재질의 입계 HIC 발생 요인으로 보고된

다 [15].

또한 기존 논문들에 밝혀진 HIC 형태는 ①계단형

(stepwise), ②입계(intergranular) 및 ③비금속개재물 경계로

구분된다. 먼저 ①계단형(stepwise) HIC는 순수 Fe 또는

α-페라이트에서 오직 평면전위의 국부적인 슬립에 의한 균

열과 입내 벽개파단의 논리이다 [14,16]. 이에 비해 ②입계

(intergranular) HIC는 수소흡착성 (hydrogen trapping) 효

과에 기인하는 것으로써, 평면전위가 입계 장벽에 집적되

어 발생되는 입계 균열 및 입계 파단을 일컫는다 [15]. 또

한 ③비금속개재물 경계 HIC는 평면전위가 비금속개재물

장벽에 집적되어 발생되는 입계균열 및 입계파단 형태이다

[22,23].

그런데 본 연구에서 관찰된 결과들에 의하면, 베이나이

트 X70강의 수소가압/인장응력 상태에서 유발된 수소결함

은 모두 래쓰 경계에 석출된 탄화물에만 집중된 것을 알

수 있다. 즉 수소부식에 의한 결함으로써 기공 (HIV)과

균열 (HIC)는 입계탄화물에서만 발생되는데, 이 지역에서

초기 기공의 발생과 “기공+기공” 연결에 의해 균열전파가

되는 것이 확인된다 (그림 5, 그림 6). 이와 같이 페라이

트와 탄화물 경계가 HIC 통로로 작용한다는 결과는 일부

논문에 보고되어 있다 [22,23].

앞의 그림 5와 그림 6에서 기공 (HIV) 및 균열 (HIC)

이 우선적으로 발생된 경계는 수µm 영역에 해당되는 입계

탄화물이 발생된 결정입계 지역이다. 또한 입내에 지그재

그 형태로 전파된 균열은 0.1 µm × 1 µm 크기의 래쓰 경

계를 따라 진전하는 것으로 관찰된다. 앞의 그림 7의

TEM 분석에서 이러한 래쓰 경계에 탄화물이 관찰되지 않

았던 것은, 모든 래쓰 경계에 탄화물 석출이 일어나지 않

는 것을 입증한다. 이에 비해 SEM으로 확인되는 래쓰 경

계 탄화물은 그림 5와 같이 HIV & HIC 발생요인이 되

Fig. 7. TEM microstructures of fractured area (C of Fig.1(b)) inhydrogen atmosphere tensile tested gauge: (a) bainite laths, (b) polygrained diffraction (circle), (c) single grain diffraction (arrow) atZ=<001> and (d) XRD of the bainite matrix.

6 대한금속 ·재료학회지 제56권 제1호 (2018년 1월)

는 것을 알 수 있다. 즉 입계와 래쓰 경계에 석출된 탄화

물 장벽이 평면전위 국부적 슬립에 따르는 집적과 이로 인

한 수소취성균열 유발에 영향을 많이 준 것으로 볼 수 있

다 [22,23].

본 연구결과에 의하면 입계/래쓰 경계에 탄화물 석출이

유도된 미세조직 구조에서 HIV/HIC 유발의 수소부식이 활

성화되는 것으로 판단된다. 따라서 적합한 열처리를 통해

베이나이트/템퍼드 마르텐사이트 조직의 입계탄화물 형성

을 억제하고, 래쓰 입내 석출로 유도한다면 수소취성균열

(HIV/HIC)을 방지할 것으로 보인다.

5. 결 론

1) X70의 수소가압 인장시험에서 시험편 그립, 게이지

및 파단부에 수소부식 또는 수소취성 형태인 수소취성기공

(HIV) 및 수소취성균열 (HIC)이 발생되었다.

2) 시험편 게이지 및 파단부에 형성된 응력수직 방향의

균열 (HI)은 수 µm 결정립의 결정립계에 석출된 입계탄화

물 경계를 따라 발생된 것이 확인되었다. 가압된 수소의

확산으로 입계탄화물에서 초기 기공 (HIV)이 생성이 되

고, 이후 기공 연결에 의해 균열 (HIC)이 전파되는 것으로

판단된다.

3) 베이나이트 미세조직 구성의 래쓰는 TEM 분석에서

0.1 µm × 1 µm 크기로 관찰되는데, 수소에 의한 입내균열

은 래쓰 경계에 석출된 탄화물 경계를 따라 지그재그 형태

로 전파되는 것으로 확인된다. 즉 래쓰 경계에 석출된 탄

화물은 기공 (HIV) 및 균열 (HIC) 발생위치이며 이로 인

해 입내균열이 유발된 것으로 판단된다.

4) X70의 수소가압 인장시험 게이지부에서 수소에 의한

평면전위는 입계 및 래쓰 경계에 석출된 탄화물에 집적하

고, 여기서 발생되는 국부 응력에 의해 기공 (HIV) 및 균

열 (HIC)이 유발되는 것으로 판단된다.

ACKNOWLEDGEMENT

This work was supported by NFS (National Forensic

Service) and the Korea Institute of Energy Technology

Evaluation and Planning (KETEP), granted financial

resource from the Ministry of Trade, Industry &

Energy, Republic of Korea (20132010500010). And the

present work is a result of the project “Development

of the design technologies for a 10MW class wave

and offshore wind hybrid power generation system”

granted by the Ministry of Oceans and Fisheries

(20130032).

REFERENCES

1. S. Y. Shin, B. C. Hwang, S. H. Lee, N. J. Kim, and S. S.

Ahn, Mater. Sci. Eng. A 458, 281 (2007).

2. J. Y. Koo, M. J. Luton, N. V. Bangaru, R. A. Petkovic, D. P.

Fairchild, C. W. Petersen, H. Asahi, T. Hara, Y. Terada, M.

Sugiyama, H. Tamehiro, Y. Komizo, S. Okaguchi, M.

Hamada, A. Yamamoto, and I. Takeuchi, The Thirteenth

International Offshore and Polar Engineering Conference.

International Society of Offshore and Polar Engineers,

(2003).

3. B. C. Hwang, Y. G. Kim, S. H. Lee, Y. M. Kim, N. J. Kim,

and J. Y. Yoo, Metall. Mater. Trans. A 36, 2107 (2005).

4. S. Takagi, NIKKAN KOGYO SHIMBUN,LTD. 70 (1989).

5. K. Takai and R. Watanuki, ISIJ Int. 43, 520 (2003).

6. X.-B. Shi, W. Yan, W. Wang, L. Y. Zhao, Y. Y. Shan, and K.

Yang, Acta Metall. Sin. 28, 7 (2015).

7. H. K. Birnbaum and P. Sofronis, Mater. Sci. Eng. A 176,

191 (1994).

8. P. Sofronis, Y. Liang, and N. Aravas, Eur. J. Mech. A-Solid.

20, 857 (2001).

9. D. P. Abraham and C. J. Altstetter, Metall. Mater. Trans. A

26, 2859 (1995).

10. M. B. Djukic, V. Sijacki Zeravcic, G. Bakic, A. Sedmak,

and B. Rajicic, Proc. Mat. Sci. 3, 1167 (2014).

11. D. Delafosse and T. Magnin, Eng. Fract. Mech. 68, 693

(2001).

12. J. Song and W. A. Curtin, Acta Mater. 68, 61 (2014).

13. T. Ogawa, M. Koyama, H. Noguchi, ISIJ International. 56,

1656 (2016).

14. Strada della Barianella, "Hydrogen Induced Cracking Test",

NACE TM0284, p196

15. M. Masoumi, C. C. Silva, and H. F .G. de Abreu, Corros.

Sci. 111, 121 (2016).

16. R. J. Pargeter, CORROSION 2007. NACE International

(2007).

17. U. B. Baek, B. H. Choe, J. H. Shim, Y. U. Kim, Y. S. Kim,

S. S. Kim, S. H. Nam, and K. Hong, Korean J. Met. Mater.

53, 82 (2015).

18. M. J. Jang, S. H. Joo, C-W Tsai, J-W Yeh, and H. S. Kim,

Met. Mater. Int. 22, 982 (2016).

19. M. A. Arafin and J. A. Szpunar, Mater. Sci. Eng. A 528,

4927 (2011).

최병학 · 장현수 · 이범규 · 김의수 · 김우식 · 백운봉 · 남승훈 7

20. D. Hejazi, A. J. Haq, N. Yazdipour, D. P. Dunne, A. Calka,

F. Barbaro and E. V. Pereloma, Mater. Sci. Eng. A 551, 40

(2012).

21. C. F. Dong, X. G. Li, Z. Y. Liu, and Y. R. Zhang, J. Alloy.

Compd. 484, 966 (2009).

22. E. Villalba and A. Atrens, Eng. Fail. Anal. 16, 164 (2009).

23. S. Serna, H. Martínez, S. Y. López, J. G. González-

Rodríguez, and J. L. Albarrán, Int. J. Hydrogen Energ. 30,

1333 (2005).