초록 ▼

본 연구에서 궁극적으로 추구하는 목표는 항공기 제트엔진, 발전용 가스터빈, 산업용 가스터빈 등에 사용되는 단결정 터빈 블레이드 제조기술 개발이다. 이와 관련하여 초내열합금의 진공 단결정 응고특성 연구, 단결정응고와 관련된 장비, 주형재 등의 부수적인 공정연구 등을 포함한다. 본 연구의 1차 년도 연구에서는 기존의 일방향응고 합금인 CM 274LC를 사용하여 cone형 selector와 seed crystal을 사용한 초내열합금의 단결정 응고를 위한 연구를 수행하였으며, 제조한 초내열합금 단결정의 응고조건에 따른 조직변화와 크리프 특

본 연구에서 궁극적으로 추구하는 목표는 항공기 제트엔진, 발전용 가스터빈, 산업용 가스터빈 등에 사용되는 단결정 터빈 블레이드 제조기술 개발이다. 이와 관련하여 초내열합금의 진공 단결정 응고특성 연구, 단결정응고와 관련된 장비, 주형재 등의 부수적인 공정연구 등을 포함한다. 본 연구의 1차 년도 연구에서는 기존의 일방향응고 합금인 CM 274LC를 사용하여 cone형 selector와 seed crystal을 사용한 초내열합금의 단결정 응고를 위한 연구를 수행하였으며, 제조한 초내열합금 단결정의 응고조건에 따른 조직변화와 크리프 특성을 연구하였다. 한편 2차 년도의 당해 년도 연구에서는 1차 년도 연구결과를 토대로 cone형 selector 와 seed crystal을 사요한 1회이 작업으로 6개의 단결정을 얻을 수 있는 공정 연구를 수행하였으며, 이와 관련하여 장비를 개조하고 발췌장치 등을 보완하였다. 또한 참여 연구원의 일본 연수시 외국에서 공개를 거부하는 단결정 주형재에 대한 자료를 비공식적으로 입수하여 이를 토대로 하여 당 연구원의 요업재료실과 정밀주조 전문업체인 신일금속공업(주)의 도움으로 독자적으로 단결정 주형재조성을 결정하고 주형제조기술을 개발하여 시제품제작에 활용하였다. 시제품제작은 1개의 블레이드를 주조할 수 있도록 주조방안을 설계하고 helix형 selector를 설치하는 형태로 주형을 제작하였다. 시제품 터빈 블레이드의 단결정 주조는 시험편의 단결정 응고와 유사한 구조의 예열로를 제작하여 초내열합금을 진공용해후 주입하여 시험편과 유사한 응고조건에서 주조하였다. 소재 특성 연구로는 두가지방법으로 제조한 초내열합금 단결정이 기계적성질과 열처리에 따른 조직, HIP처리에 의한 영향 등을 관찰하였다.

목차 Contents

• 제1장 서 론...10
• 제1절 연구목적...10
• 제2절 연구내용...14
• 제2장 진공 일방향응고로 개조...16
• 제1절 예열로개조 및 온도구배 개선...16
• 제2절 냉각대 개조...16
• 제3절 발췌장치 보완...18
• 제3장 단결정 터빈 블레이드 시제품 제작...20
• 제1절 주형 및 주형재...20
• 제2절 주조방안 및 모형조립...20
• 제3절 내화물 피복...21
• 제4절 시제품 주조...21
• 제4장 단결정 응고공정 연구...27
• 제1절 단결정 응고...27
• 제2절 seed crystal을 이용한 결정방위 조절...27
• 제5장 단결정 초내열합금의 특성 연구...31
• 제1절 미세조직 관찰...31
• 제2절 HIP처리 효과...36
• 제3절 크리프 특성...41
• 제4절 특과전자현미경 조직관찰...44
• 제6장 결과요약...47
• 참고문헌...48
• 부록 1. 단결정 주조용 주형재 연구...49
• 부록 2. 단결정 니켈기 초내열합금의 응고특성 규명에 관한 연구...66