Mechanical Behavior Evaluation and Structural Analysis of 316 Stainless Steel at High Temperature

316 스테인리스강의 고온 물성 연구 및 구조 평가

Austenitic stainless steel is used as high temperature components such as gas turbine blade and disk because of its good thermal resistance. In the present investigation, tensile and low cycle fatigue behavior of 316 stainless steel was studied at wide temperature range $20^{\circ}C{\sim}750^{\circ}C$. In the tensile tests, it was shown that elastic modulus, yield strength, ultimate tensile strength decreases when temperature increased. The effect on fatigue failure of the parameters such as plastic strain amplitude and plastic strain energy density was also investigated. With the experimental results, a structural analysis of turbine blades of 316 stainless steel were carried out.

오스테나이트 계열 스테인리스강의 경우 뛰어난 내열성으로 인해 가스 터빈 블레이드나 디스코 등으로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 터빈 블레이드로 사용되는 316 스테인리스강의 고온 인장 및 저주기 피로 물성을 실험적으로 구하였다. 실험 결과 탄성계수와 항복강도, 최대인장강도 모두 온도 증가에 따라 감소하는 것으로 확인되었다. 소성변형률 진폭, 소성변형률 에너지 등의 인자들이 피로파괴에 미치는 영향도 조사하였다. 실험을 통해 얻어진 고온 인장 물성을 이용하여 316 스테인리스강으로 제작된 가스터빈 블레이드의 구조해석을 수행하였다.