The tensile, fracture toughness, and delayed hydride cracking (DHC) test were carried at various temperatures to understand the effect of hydrides on zirconium alloys. And the effect of yield stress and texture on the DHC velocity were discussed. The tensile properties of alloy A were the highest, and the difference between directions in alloy C was small due to texture. The fracture toughness at room temperature decreased sharply when hydrided. Although the alignment of hydride plates was parallel to loading direction, the hydrides were fractured due to the triaxiality at the crack tip region. The fracture toughness over 200℃ was similar regardless of the hydride existence, because the triaxiality region was lost due to the decrease of yield stress with temperature. As the yield stress decreased, the threshold stress intensity factor and the striation spacing increased in alloy A, and the fracture surfaces and striations were affected by microstructures in all alloys. To evaluate the effect of the yield stress on DHC velocity, a normalization method was proposed. When the DHC velocity was normalized with dividing by the terminal solid solubility and the diffusion coefficient of hydrogen, the relationship between the yield stress and the DHC velocity was representable on one master curve. The equation from the master curve was able to explain the difference between the theoretical activation energy and the experimental activation energy in DHC. The difference was found to be ascribed to the decrease of yield stress with temperature. Texture affected the delayed hydride cracking velocity by yield stress and by hydride reprecipitation. The relationship between the yield stress and the DHC velocity was expressed as an exponential function, and the relationship between the reprecipitation of hydride and the BHC velocity was expressed as a linear function.
수소화물이 지르코늄 합금에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 인장 시험, 파괴시험, 그리고 DHC 시험이 다양한 온도에서 수행되었으며, 항복응력과 집합조직이 DHC에 미치는 영향을 살펴보았다. 제조공정에 따라서 합금 A의 인장성질이 제일 좋은 편이었으며, 집합조직의 차이로 합금 C의 경우에는 방향에 따른 인장성질의 차이가 적었다. 상온에서의 파괴시험에서는 수소가 주입된 경우에 큰 파괴인성의 감소를 보였다. 수소화물의 방향이 외부응력방향에 평행이 되므로 파괴인성을 덜 감소시킬 것으로 생각되었으나, 균열 선단의 삼축인장응력 구간에서 수소화물의 파괴가 일어나서 기지조직이 가는 ligament들로 분리되어 파괴인성을 감소시키는 것으로 생각된다. 200℃이상의 고온에서의 파괴시험에서는 수소화물의 파괴가 관찰되지 않았고 파괴인성의 감소도 관찰되지 않았다. 이것은 온도가 증가함에 따라 항복응력이 감소하여 삼축인장 응력 구간이 사라지게 됨에 따라 수소화물의 파괴가 일어나지 않은 것으로 생각된다. 항복응력이 감소함에 따라서 지체균열전파의 threshold stress intensity factor, $K_{iH}$는 증가하였으며, 합금 A의 경우는 striation 간격이 증가하는 경향을 보였다. 파면과 striation은 미세구조의 영향을 받아서 합금마다 다른 경향을 보였다. 여러 가지 다른 온도와 항복응력을 가진 재료에서 측정한 지체균열전파 속도를 수소의 diffusion coeffcient, $D_H$와 terminal solid solubility limit, $C_H$로 나누어 주면 항복응력과의 관계를 한 곡선으로 표시할 수 있었다. 그리고 $D_H$와 $C_H$의 활성화에너지의 합인 70kj/moℓ로 생각되었던 이론적인 지체균열전파속도의 활성화 에너지와 비조사재의 실험값인 60kj/moℓ과의 차이는 온도증가에 따른 항복응력의 감소에 의한 것으로 생각된다. 한편 집합조직이 DHC 속도에 미치는 영향을 항복응력에 의한 것과 재석출에 의한 것으로 나누어질 수 있으며, 항복응력과 DC 속도와의 관계는 지수함수로, 재석출과 DHC 속도와의 관계는 선형함수로 표현될 수 있었다.
