니켈기 단결정 초내열합금의 γ’-Rafting 메커니즘 조사
저자
송전영(Jeon-Young Song) ; 구지호(Ji-Ho Gu) ; 이연수(Yeon-Soo Lee) ; 마영화(Young-Wha Ma)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
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수록면
46-46(1쪽)
제공처
니켈기 단결정 초내열합금은 고온에서의 크리프, 피로, 열-기계적 피로와 같은 우수한 기계적 특성 과 안정성으로 항공 및 발전용 가스터빈 엔진의 블레이드 및 베인 소재로 사용되고 있다 <sup>1)</sup>. 이러한 니켈기 단결정 초내열합금의 우수한 기계적 특성은 γ 기지상에 cuboidal 형태로 분포한 γ' 석출물에 의한 것이며, 이러한 석출물의 역온도의존성으로 특정온도까지 우수한 기계적 특성을 나타낸다 <sup>2)</sup>. 니켈기 단결정 초내열합금의 강화상인 γ' 석출물은 고온 크리프 환경에서 방향성 조대화(γ'-rafting)와 같은 미세조직의 변화를 수반하며, 이러한 석출물의 변화는 니켈기 단결정 초내열합금의 크리프 특성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다 <sup>3)</sup>.
본 연구는 니켈기 단결정 초내열합금의 크리프 특성과, 크리프 환경에서 수반되는 γ' 석출물의 형상변화를 관찰하여, 크리프 변형거동 및 잔여수명을 예측하는 모델을 개발하는데 사용하고자 한다. 다양한 온도에서의 크리프 시험을 통해 γ' 석출물의 방향성 조대화는 온도 및 응력조건에 영향을 받는 것을 알 수 있었을 뿐만 아니라, 이러한 γ' 석출물의 형상변화가 크리프 특성에 미치는 영향을 확인할 수 있었다.
Nickel-based single crystal superalloys have been used for high temperature components such as blade and vane in aerospace and industries gas turbine engine because of their outstanding high temperature mechanical properties such as creep, fatigue and thermo-mechanical fatigue [1]. Their excellent high temperature mechanical properties were derived from unique microstructure consisted of disordered face-centered-cubic(fcc) gamma matrix and L1<sub>2</sub> ordered-Ni<sub>3</sub>(Al, Ti) gamma prime precipitate. Turbine blade and vane were generally exposed to complex thermal and mechanical creep load. These severe environment leads to morphological evolution of gamma prime precipitate which can significantly affect the creep behavior of nickel-based single crystal superalloy. This study focuses on morphological evolution of gamma prime precipitate and their effect on creep property in first generation nickel-based single crystal superalloy.
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