• 한국항공우주학회지
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• 제46권10호
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• pp.806-813
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• 2018

항공기 엔진을 구성하는 부품 중 하나인 블레이드의 파손에 대해 분석하였다. 블레이드의 파손원인과 그 거동은 다양하지만 크게 일시파단과 피로파손의 두가지 형태로 나뉘어진다. 이 논문에서는 전체 거동은 일시파단으로 진행되고 일부 피로 파손된 블레이드에 대해 기술하였고, 특히 고온에서의 블레이드 손상거동을 분석하므로써 사례의 하나로 제시하고자 한다. 분석한 블레이드는 니켈기 초내열 합금으로 외관, 재질, 미세조직, 고온 크리프 특성, 파단면 형상을 각각의 분석장비를 활용하여 손상원인과 거동을 확인하였고, 원재질에서 재현하였다. 고온에서 니켈 합금은 ${\gamma}^{\prime}$ 형상이 변형되고 조직변형(Alloy Depletion)구간이 관찰되며 재질의 기계적 성질, 물성치 등이 저하되고 연화되어 장시간 운용 시 파손될 수 있다. 니켈합금은 고온특성이 좋으나 함유되는 미량원소에 따라 그 물성치가 다양하므로 니켈합금이라 하여도 그 목적에 맞는 세분화된 소재를 사용해야한다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권7호
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• pp.535-540
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• 2011

The tensile and creep behaviors of Alloy 263, which is a wrought Ni-base superalloy used for gas turbine combustion systems, was studied. Anomalous increase of yield strength and abrupt decrease of elongation with increasing temperature were observed after tensile testing at an intermediate temperature. Elongation of the superalloy decreased as the temperature increased to and above 540$^{\circ}C$, and it reached a minimum value at 760$^{\circ}C$. It was found that creep strain was also very low at the same temperature. Inhomogeneous deformation with intensive slip bands was observed in the specimens tested at low temperature. A thermally-assisted dislocation climb process was regularly conducted at high temperature. Twinning was found to be an important mechanism of both tensile and creep deformations of the superalloy at an intermediate temperature where ductility minimum was observed.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권3호
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• pp.11-18
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• 2009

• 한국추진공학회지
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• 제16권3호
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• pp.97-103
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• 2012

액체 로켓 엔진의 연소기는 높은 온도의 연소가스를 발생시키므로 연소실과 노즐은 열적으로 보호되어야 한다. 상단용 엔진의 노즐확장부는 큰 노즐 팽창비를 갖기 때문에 무게가 발사체 성능에 미치는 영향이 크므로 경량 내열 소재가 개발되어 사용되어 왔다. 가스 냉각 방식은 이전에는 널리 사용되었으나 지금은 잘 사용되지 않으며, 니오븀 합금이나 니켈 기반 초합금, 세라믹 복합재를 사용하는 복사 냉각 방식과 흡열 냉각 방식은 지금까지도 발사체 상단에 많이 사용되고 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.505-509
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• 2011

액체 로켓 엔진의 연소기는 높은 온도의 연소가스를 발생시키므로 연소실과 노즐은 열적으로 보호되어야 한다. 상단용 엔진의 노즐확장부는 큰 노즐 팽창비를 갖기 때문에 무게가 발사체 성능에 미치는 영향이 크므로 경량 내열 소재가 개발되어 사용되어 왔다. 가스 냉각 방식과 흡열 냉각 방식은 이전에는 널리 사용되었으나 지금은 잘 사용되지 않았으며, 니오븀 합금이나 니켈 기반 초합금, 세라믹 복합재를 사용하는 복사 냉각 방식은 지금까지도 발사체 상단에 많이 사용되고 있었다.

• 한국주조공학회지
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• 제35권6호
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• pp.170-177
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• 2015

Segregation during solidification and homogenization during thermal exposure in GTD 111 were investigated. The microstructures of as-cast, standard heat-treated, and thermally exposed specimens were observed by SEM. A compositional analysis of each specimen was conducted by EDS. The dendrite core was enriched in W and Co, though lower levels of Ti and Ta were observed. An unexpected phase, in this case like the ${\eta}$ phase, was observed due to segregation near the ${\gamma}-{\gamma}^{\prime}$ eutectic in the standard heat-treated specimen. Segregation also induced microstructural evolution near the ${\gamma}-{\gamma}^{\prime}$ eutectic during the standard heat treatment. A quantitative analysis and microstructural observations showed that the thermal exposure at a high temperature enhanced the chemical homogeneity of the alloy.

• 한국주조공학회지
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• 제41권6호
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• pp.505-515
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• 2021

일방향응고로 제조된 니켈기 초내열합금 CM247LC의 다양한 온도 및 응력조건에서 크리프 특성에 대해 고찰하였다. 열처리 후 일부 공정조직이 남아 있었으며 비교적 균일한 육면체의 γ'이 수지상 내부와 수지상간 영역에서 관찰되었다. 상대적 저온인 750℃의 고응력 크리프 영역에서는 1차 크리프 동안 많은 변형이 발생하였으나 고온으로 갈수록 3차 크리프 구간이 크리프 변형시간의 대부분을 차지함을 알 수 있었다. 저온 고응력에서는 부분 전위가 γ'으로 진입하며 적층결함을 γ'내에 생성시켰으며 초기 크리프 변형속도가 증가하는 부분이 있었으나 850℃ 이상의 온도에서는 γ' 내부에서 적층결함이 관찰되지 않았으며 이는 적층결함에너지의 온도의존성 때문인 것으로 판단된다. 고온이어서 확산속도가 빠른 950℃와 1000℃에서는 γ'의 래프팅이 관찰되었다. 온도가 좀 더 낮은 850℃에서는 변형기구가 응력에 따라 다르게 나타나서 상대적으로 크리프 시간이 긴 저응력에서만 래프팅이 관찰되었다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권2호
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• pp.112-120
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• 2011

The out-of-phase thermo-mechanical fatigue (OP TMF) in a <001> oriented single crystal nickel-based superalloy CMSX-4 has been studied. OP TMF life was less than a half of low cycle fatigue(LCF) life in spite of a small hysteresis loop area of OP TMF compared to that of LCF. The failure was caused by the initiation of a crack at the oxide-layered surface followed by its planar growth along the <100> ${\gamma}$ channel in both LCF and OP TMF. However, deformation twins appeared near the major crack of OP TMF. The multiple groups of parallel twin plates on {111} planes provided a preferential path for crack propagation, which caused a significant decrease in OP TMF life. Additionally, the analysis on the surface crack morphology revealed that the tensile strain at the minimum temperature of OP TMF was found to accelerate the crack propagation.

• 한국재료학회지
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• 제26권5호
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• pp.235-240
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• 2016

Appropriate thermo-mechanical properties of nickel-based superalloys are achieved by heat treatment, which induces precipitation and solid solution hardening; thus, information on the temperature ranges of precipitation and dissolution of the precipitates is essential for the determination of the heat treatment condition. In this study, thermal analyses of nickel-based superalloys were performed by differential scanning calorimetry method under conditions of various heating rates of 5, 10, 20, or 40K/min in a temperature range of 298~1573K. Precipitation and dissolution temperatures were determined by measuring peak temperatures, constructing trend lines, and extrapolating those lines to the zero heating rate to find the exact temperature under isothermal condition. Determined temperatures for the precipitation reactions were 813, 952, and 1062K. Determined onset, peak, and offset temperatures of the first dissolution reaction were 1302, 1388, and 1406K, respectively, and those values of the second dissolution reaction were 1405, 1414, and 1462K. Determined solvus temperature was 1462K. The study showed that it was possible to use a simple method to obtain accurate phase transition temperatures under isothermal condition.

• Journal of Welding and Joining
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• 제23권2호
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• pp.52-58
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• 2005

This study was carried out to investigate the effect of bonding temperature and heating rate on transient liquid phase diffusion bonding of Ni-base superalloy. The heating rate was varied by $0.1^{\circ}C$/sec, $1^{\circ}C$/sec, $10^{\circ}C$/sec to the bonding temperatures $1100^{\circ}C,\;1150^{\circ}C,\;1200^{\circ}C$ under vacuum. As bonding temperature increased, maximum dissolution width of base metal increased, but a dissolution finishing time decreased. The eutectic width of insert metal in the bonded interlayer decreased linearly in proportion to the square root of holding time during isothermal solidification stage. The bonding temperature was raised, isothermal solidification rate slightly increased. As the heating rate decreased and the bonding temperature increased, the completion time of dissolution after reaching bonding temperature decreased. When the heating rate was very slow, the solidification proceeded before reaching bonding temperature and the time required for the completion of isothermal solidification became reduced.