• 제목/요약/키워드: 니켈기 초합금

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니켈기 초내열 713LC 합금의 고온 기계적 특성 (High Temperature Mechanical Properties of 713LC Ni-based Superalloy)

  • 나영상;김종엽;이종훈;박노광
    • 연구논문집
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    • 통권33호
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    • pp.167-174
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    • 2003
  • Alloy 713LC was developed to improve the tensile strength and ductility by reducing the carbon content of Alloy 713C. As Alloy 713LC was designed to minimize the mechanical property change with process conditions, it is generally utilized in the parts which have thick and thin sections simultaneously. In the thick and the thin sections, quite different properties are required. Consequently it is essential to crucially control the local mechanical properties of a parts by optimizing the process condition and heat treatment. In this research, high temperature mechanical properties including creep-rupture and strain-control low cycle fatigue were investigated together with the microstructural variations with heat treatment. Failure mechanism was also analyzed by observing the fracture surface to correlate the variation of mechanical properties with the microstructural change.

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니켈기 초합금 레이저 용접부의 미세조직과 기계적 특성 (Microstructure and Mechanical Properties of Laser Welded Ni-base Superalloy)

  • 최철
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
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    • pp.123-125
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    • 2004
  • Flat specimens of polycrystal Ni-base superalloy with U-shape notch on both sides were laser cladded by injection of IN738LC powder onto surface. The quality of cladding was investigated by microstructural analysis and high temperature tension test, creep test at 950$^{\circ}C$. Effects of heat treahnent and the angle between the tension axis and the direction of weldment were also investigated.

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액체로켓 연소기 노즐확장부 제작 및 재료 기술 동향 (A Technical Trend of Manufacturing and Materials of Nozzle Extension for Thrust Chamber of Liquid Rocket)

  • 이금오;유철성;최환석
    • 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.

연소기 노즐확장부 제작 및 재료 기술 동향 (A Technical Trend of Manufacturing and Materials of Nozzle Extension for Thrust Chamber)

  • 이금오;유철성;최환석
    • 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.

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니켈기 초내열합금 IN738LC의 고온 저주기피로 거동 (Low-Cycle Fatigue in Ni-Base Superalloy IN738LC at Elevated Temperature)

  • 황권태;김재훈;유근봉;이한상;유영수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권10호
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    • pp.1403-1409
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    • 2010
  • 니켈기 초내열합금은 고온 강도를 지속적으로 증가시키며 현재 비행기 엔진, 선박 엔진 및 발전용 가스터빈 고온 부품 등을 만드는 가장 중요한 소재로 오래전부터 사용되어져 왔다. 이러한 부품의 수명을 연장하기 위해서는 사용 환경과 유사한 조건에서의 피로수명 예측이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 블레이드 소재인 니켈기 초내열합금 IN738LC에 대하여 실제운전환경과 유사한 조건을 설정하여 다양한 변형률 범위와 온도에서 시험을 수행하였다. 저주기 피로수명을 예측하기 위하여 변형률 에너지 밀도와 파단 사이클과의 관계를 사용하였다. 수명의 예측은 시험결과를 토대로 변형률 에너지법과 Coffin-Manson법에 의하여 예측을 하였다.

고온 수증기 환경에서 Ni기 초합금의 산화특성 (Oxidation Behaviors of Nickel-Base Superalloys in High Temperature Steam Environments)

  • 김동훈;구자현;김대종;유영성;장창희
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.26-33
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    • 2011
  • To evaluate steam oxidation behaviours of Alloy 617 and Haynes 230, oxidation test were performed at $900^{\circ}C$ in steam and $steam+20\;vol.-%\;H_2$ environments. Oxidation rate in steam condition was similar to that in air for Alloy 617, while it was slightly lower for Haynes 230. When hydrogen was added to steam, oxidation rate was enhanced. Isolated $MnTiO_3$ particle were formed on $Cr_2O_3$ oxide layer and sub layer $Cr_2O_3$ were formed in steam and $steam+20\;vol.-%\;H_2$ for Alloy 617. On the other hands, $MnCr_2O_3$ layer were formed on top of $Cr_2O_3$ oxide layer for Haynes 230. The extensive sub layer $Cr_2O_3$ formation was resulted from the oxygen inward diffusion in such environments. When hydrogen was added, the oxide morphology was changed from polygonal to platelet because of the accelerated diffusion of cations under the oxide layer. In addition, decarburized zone was extended as hydrogen participated into the reactions causing carbide dissolution.

AOD공정으로 재활용된 니켈합금의 산소주입량에 따른 조직과 기계적 성질 변화 (Effect of Oxygen Injection on Microstructure and Mechanical Properties of Ni-based Superalloy Recycled by AOD Process)

  • 이덕희;우기도;강황진;윤진호
    • 자원리싸이클링
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    • 제25권2호
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    • pp.10-16
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    • 2016
  • 본 연구에서는 Inconel 713C 스크랩을 원료로 아르곤-산소 탈탄 공정을 이용하여 니켈계 초내열합금을 재활용 하였다. 아르곤-산소 탈탄 공정에서 아르곤은 1,000 sccm으로 지속적으로 주입되었고 산소는 100, 250, 500 sccm의 유량으로 10, 20, 30 분씩 주입되었다. 산소 주입 초기 단계에서는 산소 양이 증가하면서 Al, Cr, 및 Mo 함량은 증가하였고 탄소 함량은 감소하였다. 그리고 Al 함유량은 탄소의 반응이 끝난 후 Al, Cr 등의 원소와 산화가 일어났기 때문에 첨가원소와 탄소의 반응에 의해 감소하였다. 결과적으로, Al 함유량이 감소하였기 때문에 ${\gamma}^{\prime}$상이 줄어들었으며 이는 Al이 ${\gamma}^{\prime}$을 형성하는 주요 원소이기 때문이다. 또한, 탄소의 양이 줄어들면서 탄화물도 줄어들었으며 산소가 과잉 공급된 시료의 기계적인 물성(강도, 경도 등)은 감소하게 된다.

DCPD법을 이용한 분말야금 니켈기 초내열합금의 고온 피로균열진전거동 (Fatigue Crack Growth Behavior of Powder Metallurgical Nickel-based Superalloy using DCPD Method at Elevated Temperature)

  • 나성현;오광근;김홍규;김동훈;김재훈
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.11-17
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    • 2016
  • 분말야금 니켈기 초내열합금은 항공기 터빈 엔진의 고온용 부품으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 상온, $600^{\circ}C$$700^{\circ}C$에서 CT시편을 이용하여 피로균열진전거동이 평가되었다. ASTM E647에서 제시한 직류전위차법이 피로균열진전 동안에 균열 길이를 측정하기 위하여 사용되었다. 응력비 0.5에서 피로균열진전속도는 응력비 0.1에서와 비교하여 더 빠르게 나타났다. 피로균열진전속도는 응력비와 온도의 증가와 함께 증가하였다. 파단면 관찰은 파괴메커니즘 분석을 위해 수행하였다.

니켈기 초합금의 고온산화거동과 표면개질에 관한 연구 (High temperature oxidation behavior and surface modification of Ni-based superalloys)

  • 설경원
    • 한국재료학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.166-176
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    • 1994
  • Ni기 초합금은 Co, Cr, Mo, W등의 고용 강화 원소와 AI, Ti, Nb, Ta 등의 $\gamma '$ 석출 강화 원소로 구성되어 있다. 초합금의 기계적 성질과 내산화성을 개선하기 위하여 희토류 원소를 재료 내부에 첨가하거나, 코팅 재료로써 사용하고 있다. 이들 희토류 원소는 $Al_2O_3, Cr_2O_3$등의 산화물의 종류에 따라 산화물의 성장 속도와 밀착성에 영향을 미친다. Hf함유 Ni기 초합금 AF115와 $AI_2O_3$ 함유 MA6000초합금 2종을 이온 코터를 이용, Yttrium 표면개질후, 온도 1273K-1473K에서 고온 산화 수 산호 피막의 성장 속도, 결정립, 내부 구조 및 내박리성에 미치는 Yttrium 의 영향을 조사하였다. AF115와 MA6000 초합금에 Yttrium코팅을 한 결과 내부 산화물의 성장에 현저한 변화가 있었다. Yttrium의 표면 개질에 의하여, AF115의 경우는 $AI_2O_3$ 주성분의 입계 집중과 Hf의 우선 산확 억제되고, 삼각 형태의 내부 산화물이 plate형으로 변화되었다. MA6000의 경우 $AI_2O_3$ 주성분의 산화층이$Cr_2O_3$주성분의 외부 산화층과$AI_2O_3$ 주성분의 내부층으로 변화되었다.

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