선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서, 기존 연소기의 형상 특성을 기본으로 시제를 제작하여 본 연구에서 사용한 이종재료 간의 브레이징성을 검증하기로 하였다. 시제 브 레이징은 삽입금속의 두께를 50㎛, 80㎛로 하여 삽입금속 양을 변화시켜 냉각유로의 막힘 현상을 관찰하였다.
- 본 연구에서는 내피 재료로 사용되는 크롬동과 외피 재료인 2상 스테인레스강을 선정하여 이종 브레이징하였으며, 브레이징 온도 및 유지시간에 따른 접합부의 미세조직과 기계적 특성을 관찰하였다. 또한 이 결과를 토대로 제시된 조건으로 제작된 시제를 평가하여 최적 브레이징 조건을 도출하였다.
- 본 연구에서는 재생 냉각용 연소기에 사용되는 브레이징 공정을 개발하고자 2상 스테인레스강인 S31803과 크롬이 함유된 동합금인 C18200을 브 레이징하여 브레이징 공정 조건 선정 및 시제를 통한 브레이징 조건을 도출하고자 하였다. 본 연구에서 얻어진 결론은 다음과 같다.
제안 방법
- 브레이징한 시제의 비파괴검사 결과를 바탕으로 설계 압력조건을 확인하기 위하여 두 시제에 대해 강도/기밀 및 파괴시험을 실시하였다. 강도 시험은 수압 20MPa, 유지시간 0.6ks의 조건으로 시험하였으며, 두 시제 모두 설계요구치를 만족 하였다. 기밀시험은 공압 15MPa, 유지시간 0.
- 6ks의 조건으로 시험하였으며, 두 시제 모두 설계요구치를 만족 하였다. 기밀시험은 공압 15MPa, 유지시간 0.6ks 로 시제를 수조에 침지하여 시험하였으며, 삽입 금속의 두께와 상관없이 기포의 발생이 없어 시 험조건을 통과하였다.
- 브레이징 조건에 따른 미세조직 변화는 광학현 미경으로 관찰하였다. 또한 기계적 특성분석을 위하여 접합부의 강도시험을 Fig. 2와 같은 인장 시험편[6]을 제작하여 시험하였다. 여기서 제시된 조건으로 시제를 제작하여 최적 브레이징 조건 도출을 위한 시험을 실시하였다.
- 본 연구에서는 내피 재료로 사용되는 크롬동과 외피 재료인 2상 스테인레스강을 선정하여 이종 브레이징하였으며, 브레이징 온도 및 유지시간에 따른 접합부의 미세조직과 기계적 특성을 관찰하였다. 또한 이 결과를 토대로 제시된 조건으로 제작된 시제를 평가하여 최적 브레이징 조건을 도출하였다.
- 이 장비의 특징은 부품의 중심축 을 지면에 평행하게 유지하고 부품을 회전시켜서 원심력이 발생되게 함으로서 브레이징에 사용되고 남은 용융된 삽입금속이 한 곳에 정체하지 못 하도록 하였다. 또한, 복잡한 형상의 접합면이 전 부위에 걸쳐서 균일한 접합 틈새를 유지할 수 있도록 분위기 가스로 연소기 외부면을 가압시키는 동시에 냉각유로 내를 진공으로 유지하도록 고안 하였다. 브레이징 시 노내부에서 회전하는 컨테 이너는 노에서 받은 열을 제품에 균일하게 전달 하는 역할을 하며, 제품에 열전대를 설치하여 노 온도와 제품온도를 이중으로 제어하였다.
- 또한, 시제의 브레이징 접합부에 대한 구조강 도 안전율을 측정하기 위하여 파괴시험을 수행하였다. 파괴시험은 시제에 압력을 가하여 파괴가 일어날 때까지의 압력을 측정하였다.
- 브레이징된 시제에 대해서는 X-선을 이용한 비 파괴검사를 수행하였고, 연소기에 부가되는 냉각 제의 압력을 고려하여 Table 3에 나타낸 조건으 로 강도/기밀 및 파괴 시험을 행하여 브레이징 접합부의 안정성을 평가하였다. 또한, 시제의 접 합부에 대하여 파단면을 관찰하였다.
- 시제 브 레이징은 삽입금속의 두께를 50㎛, 80㎛로 하여 삽입금속 양을 변화시켜 냉각유로의 막힘 현상을 관찰하였다. 본 연구에서 사용한 시제의 브레이 징은 접합온도 1273K, 유지시간 0.6ks, 접합압력2.5kgf/citf의 조건에서 행하였다.
- 브레이징 조건에 따른 미세조직 변화는 광학현 미경으로 관찰하였다. 또한 기계적 특성분석을 위하여 접합부의 강도시험을 Fig.
- 브레이징된 시제에 대해서는 X-선을 이용한 비 파괴검사를 수행하였고, 연소기에 부가되는 냉각 제의 압력을 고려하여 Table 3에 나타낸 조건으 로 강도/기밀 및 파괴 시험을 행하여 브레이징 접합부의 안정성을 평가하였다. 또한, 시제의 접 합부에 대하여 파단면을 관찰하였다.
- 브레이징한 시제의 비파괴검사 결과를 바탕으로 설계 압력조건을 확인하기 위하여 두 시제에 대해 강도/기밀 및 파괴시험을 실시하였다. 강도 시험은 수압 20MPa, 유지시간 0.
- 비파괴검사에서 냉각유로 막힘 현상이 생긴 시 제에서도 설계요구치 이상의 접합부 강도를 나타낸 원인을 확인하기 위하여 파단면 관찰을 행하였다.
- 따라서, 기존 연소기의 형상 특성을 기본으로 시제를 제작하여 본 연구에서 사용한 이종재료 간의 브레이징성을 검증하기로 하였다. 시제 브 레이징은 삽입금속의 두께를 50㎛, 80㎛로 하여 삽입금속 양을 변화시켜 냉각유로의 막힘 현상을 관찰하였다. 본 연구에서 사용한 시제의 브레이 징은 접합온도 1273K, 유지시간 0.
- 시제는 기존 연소기의 형상 및 설계도면을 기 본으로 설계하였으며, 냉각 효율에 영향을 주는 주요 인자인 냉각유로의 형상비 (Aspect Ratio)는 연소기 실린더 부위의 강도해석 결과인 2:1을 사용하였다. 본 연구에서 사용된 시제는 Fig.
- 2와 같은 인장 시험편[6]을 제작하여 시험하였다. 여기서 제시된 조건으로 시제를 제작하여 최적 브레이징 조건 도출을 위한 시험을 실시하였다.
- 또한, 시제의 브레이징 접합부에 대한 구조강 도 안전율을 측정하기 위하여 파괴시험을 수행하였다. 파괴시험은 시제에 압력을 가하여 파괴가 일어날 때까지의 압력을 측정하였다. 삽입금속의 두께가 50㎛인 시제는 40.
대상 데이터
- 브레이징 조건은 Table 2와 같이 브레이징 온 도와 유지시간을 변화시켰으며, 접합압력은 50g/ cm의 dead weight를 부가하여 시험하였다. 또한, 브레이징을 수행하기 전에 재료의 표면 전처리로 S31803은 전해연마를, C18200은 니켈도금을 실시하였다.
- 본 연구에서 모재는 2상 스테인레스강인 S31803 [3] 과 크롬이 함유된 동합금인 C18200[4] 을 사용하였다. 삽입금속으로는 시판되고 있는 동합금 박막인 AMS 4764[5]를 사용하였다.
- 시제는 기존 연소기의 형상 및 설계도면을 기 본으로 설계하였으며, 냉각 효율에 영향을 주는 주요 인자인 냉각유로의 형상비 (Aspect Ratio)는 연소기 실린더 부위의 강도해석 결과인 2:1을 사용하였다. 본 연구에서 사용된 시제는 Fig. 3과 같이 외피와 냉각유로가 가공된 내피를 브레이징 한 평판구조로 되어있으며 냉각유로 내부를 진공 으로 유지할 수 있도록 진공파이프를 설치하였다.
- 본 연구에서 모재는 2상 스테인레스강인 S31803 [3] 과 크롬이 함유된 동합금인 C18200[4] 을 사용하였다. 삽입금속으로는 시판되고 있는 동합금 박막인 AMS 4764[5]를 사용하였다. 삽입 금속은 두께가 50㎛이고 액상선은 1153~1198K이다.
성능/효과
- (1) 브레 이징 온도와 유지시간을 변화하여 미 세조직을 관찰한 결과, 브레이징 온도와 유지시간이 증가함에 따라 전반적으로 생성상이 증가하는 경향을 관찰하였다. 또한, 고온 인장시험을 행 하여 접합부의 강도가 모재인 C18200과 동등한 인장 특성이 있는 것을 확인하였다.
- (2) 삽입금속의 두께가 각각 50㎛, 80㎛인 시제 에 대하여 강도시험(수압 20MPa, 유지시간 0.6ks) 및 기밀시험(공압 15MPa, 유지시간 0.6ks) 을 수행한 결과, 두 시제 모두 강도/기밀 시험조건을 만족하였으며 파괴시험을 통하여 설계요구 치에 대한 200%의 안전율을 확인하였다.
- (3) 시제의 비파괴검사 및 파단면 관찰 결과, 삽입금속의 두께가 50㎛인 시제의 경우 양호한 접합부를 형성하였으나, 두께가 80㎛인 경우는 모재의 기공이나 냉각유로의 막힘 현상이 발생하였다.
- 강도/기밀 및 파괴 시험 결과를 보면, 비파괴 검사에서 냉각유로 막힘 현상이 생긴 삽입금속 80㎛인 시제에 대해서도 설계요구치 이상의 강도 를 나타내어, 접합부 강도특성이 양호함을 알 수 있다.
- 따라서 본 연구에서 사용한 시제의 설계와 브 레이징 조건과의 상관관계를 고려하면, 연소기 브레이징 시에는 삽입금속의 두께를 50㎛로 적용 하면 강도적으로 유리하고 양호한 브레이징 접합 부를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
- 인장시 험을 한 결과 브레이징 온도와 유지시간의 변화에 관계없이 모든 시편이 126~159MPa의 인장강 도치를 나타내었으며, 모든 시편이 모재에서 파 단하였다. 따라서 브레이징 시 중요 고려 항목인접합부의 결합강도는 본 시험에서 수행한 브레이 징 조건 범위 내에서는 모재인 C18200과 동등한 인장강도를 가지고 있다고 판단된다.
- (1) 브레 이징 온도와 유지시간을 변화하여 미 세조직을 관찰한 결과, 브레이징 온도와 유지시간이 증가함에 따라 전반적으로 생성상이 증가하는 경향을 관찰하였다. 또한, 고온 인장시험을 행 하여 접합부의 강도가 모재인 C18200과 동등한 인장 특성이 있는 것을 확인하였다.
- 접합온도 1243K에서 보면 유지시간이 Oks인 경우 기계 연마시 두 모재가 분리될 정도로 접합 이 이루어지지 않았다. 유지시간이 증가함에 따라 접합계면 부근에 검은 띠 형태의 생성상이 증 가하다가, 유지시간 1.2ks에서는 접합계면 부근에서 생성상이 줄어들었으나, C18200의 접합부 근 방 모재에서 생성상이 집적되어있는 부분이 관찰 되었다. 접합온도 1273K의 경우 유지시간 0.
- 또한 유지시간이 Oks인 경우 접합온도 1243K의 시험편이 접합 되지 않음을 확인하여, 다른 시험편에 대해서도 유지시간 Oks의 인장시험은 제외하였다. 인장시 험을 한 결과 브레이징 온도와 유지시간의 변화에 관계없이 모든 시편이 126~159MPa의 인장강 도치를 나타내었으며, 모든 시편이 모재에서 파 단하였다. 따라서 브레이징 시 중요 고려 항목인접합부의 결합강도는 본 시험에서 수행한 브레이 징 조건 범위 내에서는 모재인 C18200과 동등한 인장강도를 가지고 있다고 판단된다.
- 2ks에서는 생성상이 접합부 전체적으로 넓게 분포되는 경향을 나타내었다. 한편, 접합온도 1303K에서도 유지시간 증가에 따라 접합부 부근에서부터 생성상의 증가를 관찰할 수 있으며 유 지시간 1.2ks의 경우 생성상의 밀도가 C18200 모 재 전반적으로 증가함을 관찰하였다.
후속연구
- 또한 브레이징 중에 용융된 삽입금속 (Filler Metal)이 냉각유로 내로 유입되어 냉각유 로를 막을 경우 연소기의 냉각을 위해 이동하던 추진제가 이 부근에서 정체하게 되는데, 이때 급격한 온도상승으로 모재의 용융이 발생될 수 있다. 외피와 내피의 미접합이나 냉각유로 막힘 은 연소기를 파괴에 이르게 할 수 있는 중대한 결함요인으로 이러한 현상들을 방지하기 위해서는 적절한 브레이징 접합 틈새를 유지시키면서 냉각유로의 막힘 현상을 방지할 수 있는 브레이 징 조건의 연구가 필요하다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.