초록 ▼

- 본 연구의 목표는 제 2세대 니켈기 단결정 초내열합금 CMSX-4와 유사한 수준의 크리프 강도 (${950^{\circ}C}$/355MPa 조건 80시간 수명)를 지니면서도 Re을 배제하여 제조원가가 낮은 단결정 초내열합금 개발임
- IMR에서 개발한 니켈기 단결정 초내열합금 DD8을 BASE 합금으로 선정하고 모합금을 제공받아 Bridgman 법으로 단결정을 제조하고 미세조직과 기계적 특성을 평가하였음
- KIMS가 보유한 neural network 기법에 기반한 니켈기 단결정 초내열합금 설계프로

- 본 연구의 목표는 제 2세대 니켈기 단결정 초내열합금 CMSX-4와 유사한 수준의 크리프 강도 (${950^{\circ}C}$/355MPa 조건 80시간 수명)를 지니면서도 Re을 배제하여 제조원가가 낮은 단결정 초내열합금 개발임
- IMR에서 개발한 니켈기 단결정 초내열합금 DD8을 BASE 합금으로 선정하고 모합금을 제공받아 Bridgman 법으로 단결정을 제조하고 미세조직과 기계적 특성을 평가하였음
- KIMS가 보유한 neural network 기법에 기반한 니켈기 단결정 초내열합금 설계프로그램으로 저가형 단결정 초내열합금 개발을 위한 후보합금 8 조성을 설계하였고, 이들 중 4조성(A, C, E & G)을 선별하였으며, 각 조성들의 모합금을 중국 IMR에서 제조하고, KIMS에서 각 후보합금들의 응고특성을 평가하였고, Bridgman법으로 단결정 시편을 제조하였음
- 최적 열처리 조건을 적용한 단결정 시편으로 크리프 특성을 비교 평가한 결과, 후보 합금 G의 경우 ${950^{\circ}C}$/355MPa 조건에서 81.1 시간의 수명을 나타내었으며, 최적 조성의 Re-free 니켈기 단결정 초내 열합금으로 선정하였으며, 이 합금의 모합금과 단결정 제조기술, 열처리 조건, 미세조직과 크리프 특성을 확보하였음
- 개발합금이 지닌 제반 특성의 상대비교를 위해 목표합금인 CMSX-4 합금의 제반특성에 대한 비교시험을 수행하였으며, CMSX-4 합금의 물성개선을 위해 LMC 법으로 CMSX-4 단결정을 제조하여 특성을 평가한 결과 약 10% 의 크리표 수명향상을 확인하였음

Abstract ▼

○ Selection and characterization of BASE alloy
- Selection of BASE alloy
- Single crystal growth of BASE alloy
- Characterization of BASE alloy
○ Alloy design and characterization of Re-free Ni-base single crystal superalloy
- Alloy design using NNADP
- Ingot making of candidate al

○ Selection and characterization of BASE alloy
- Selection of BASE alloy
- Single crystal growth of BASE alloy
- Characterization of BASE alloy
○ Alloy design and characterization of Re-free Ni-base single crystal superalloy
- Alloy design using NNADP
- Ingot making of candidate alloys
- Single crystal growth of candidate alloys by Bridgman technique
- Heat treatment of candidate alloy single crystal
- Microstructural evaluation of candidate alloys single crystal
- Creep test of candidate alloys single crystal
○ Characterization of CMSX-4
- Single crystal growth by Bridgman technique
- Single crystal growth by LMC technique
- Microstructural evaluation and creep test
○ Selection of Re-free Ni-base single crystal superalloy
- Selection of optimum composition

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...7
• 목차...12
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...14
• 제 2 장 국내ㆍ외 기술개발 현황...16
• 2.1 절 니켈기 단결정 초내열합금...16
• 2.2 절 제1세대 단결정 합금...17
• 2.3 절 제2세대 단결정 합금...18
• 2.4 절 제3세대 단결정 합금...20
• 2.5 절 제4세대와 제5세대 단결정 합금...21
• 2.6 절 PGM기 초내 열합금...23
• 2.7 절 국내외 주요 연구팀의 연구개발 현황...24
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...27
• 3.1 절 BASE 합금의 선정과 특성평가...27
• 3.1.1. BASE 합금 선정...27
• 3.1.2. DD8 합금 단결정 시편 제조...27
• 3.1.3. DD8 합금 단결정의 특성 평가...28
• 3.2 절 1차 후보합금 설계 및 특성평가...45
• 3.2.1. 후보합금 조성 설계...45
• 3.2.2. 후보합금 조성의 타당성 검토...46
• 3.2.3. 후보합금 모합금 제조...47
• 3.2.4. 후보합금 A와 C 단결정의 특성 평가...48
• 3.3 절 2차 후보합금 설계 및 특성평가...71
• 3.3.1. 후보합금 조성 설계...71
• 3.3.2. 후보합금 조성의 타당성 검토...71
• 3.3.3. 후보합금 모합금 제조...72
• 3.3.4. 후보합금 E와 G 단결정의 특성 평가...72
• 3.4 절 CMSX-4 합금의 특성 평가...95
• 3.4.1. CMSX-4 합금의 제반 특성 평가...95
• 3.4.2. 중국 IMR의 모합금 제조능력...96
• 3.4.3. LMC 법에 의한 CMSX-4 합금 단결정 제조...97
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...116
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...119
• 제 6 장 참고문헌...120