247LC 가스터빈 블레이드 재생적층부의 액화균열 거동에 대한 연구
- Alternative Title
- Study on Liquation Cracking Behavior of Repaired 247LC GT Blade
- Abstract
- Remanufacturing of non-weldable superalloy blades can be impacted by the microstructural degradation caused by long-term exposure to high temperature, the remelt solidification behavior of the weld metals, and the microstructural variation of each reheated weld metal. Moreover, these impacts can further influence variations in hot cracking susceptibilities for the repair-deposition. Therefore, to achieve crack-free repair-deposition of 247LC superalloy, the liquation cracking susceptibility of each repair welding situation must be examined individually. In this study, the liquation cracking temperature range(LCTR) of long-term exposed 247LC superalloy repair- depositions was quantitatively evaluated using Varestraint testing, especially for application in the heat-affected zone(HAZ). Furthermore, metallurgical factors for reducing liquation cracking susceptibility in repair-depositions were proposed based on microstructural analysis and thermodynamic calculation of the cracking surface. The effects of long-term exposure were simulated by over-aging heat treatment, and the liquation cracking susceptibility of the remelted and reheated weld metals was quantitatively evaluated by a modified multi-bead Varestraint test. As a result, the LCTR of the repair-deposition was increased to 610 K through over-aging and to 805 K through remelting and reheating. These results demonstrate that the 247LC superalloy face significantly serious liquation cracking susceptibility in repair- deposition HAZ. The cracking was attributed to the constitutional liquation of the MC carbides, which promoting local liquation at the interface between the γ phase at lower temperature than the equilibrium solidus(1530 K) of the 247LC. Finally, the application of a single-mode fiber laser was considered to reduce cracking by minimizing the formation of MC carbides and the heat- affected zone.
- Author(s)
- 정혜은
- Issued Date
- 2024
- Awarded Date
- 2024-02
- Type
- Dissertation
- Keyword
- 247LC superalloy, Repair welding, Heat-affected zone, Liquation cracking susceptibility, Varestraint test
- Publisher
- 국립부경대학교 대학원
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/33546
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000739113
- Alternative Author(s)
- Hye Eun Jeong
- Affiliation
- 국립부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 신소재시스템공학과
- Advisor
- 천은준
- Table Of Contents
- 제1장 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 본 논문의 구성 11
제2장 이론적 배경 13
2.1 Ni계 초내열합금 13
2.1.1 Ni계 초내열합금 개발 동향 17
2.1.2 일방향응고용 247LC 초내열합금 19
2.2 난용접성 초내열합금의 용접 고온균열 현상 20
2.2.1 용융부 응고균열 22
2.2.2 열영향부 액화균열 23
2.2.3 연성저하균열 26
2.2.4 재가열균열 27
2.3 고온균열 평가 시험법 28
2.3.1 Varestraint 시험 31
2.3.2 Gleeble 시험 33
2.3.3 재생적층 시의 용접 고온균열 평가 한계점 34
2.4 난용접성 초내열합금 재생적층에 대한 기초연구 한계점 36
2.4.1 장시간 열간노출에 의한 미세조직 변화 36
2.4.2 반복적인 재용융 및 재가열의 영향 39
제3장 247LC 초내열합금 재생적층부 액화균열 민감도 변화(Part 1): 블레이드의 장시간 열간노출 영향 41
3.1 서언 41
3.2 사용재료 및 실험방법 43
3.2.1 사용재료 43
3.2.2 열간노출재에 대한 spot-Varestraint 시험 45
3.3 미세조직 분석 48
3.3.1 OM 및 SEM 분석 48
3.3.2 EPMA 분석 48
3.3.3 TEM 분석 48
3.4 열간노출된 247LC 초내열합금의 고온균열 발생 거동 50
3.5 열간노출에 따른 247LC 초내열합금의 LCTR 변화 거동 55
3.6 열간노출재 LCTR 확대 인자 규명 59
3.6.1 미세조직적 분석을 통한 액화균열부 탄화물 거동 59
3.6.2 Thermo-Calc 계산을 통한 γ/탄화물 계면의 액상화 시작온도 추정 67
3.6.3 액화균열부 탄화물 정량분석을 통한 LCTR 확대 거동 고찰 76
3.7 결언 81
제4장 247LC 초내열합금 재생적층부 액화균열 민감도 변화(Part 2): 재용융 및 재가열의 영향 84
4.1 서언 84
4.2 사용재료 및 실험방법 87
4.2.1 사용재료 87
4.2.2 다층 Varestraint 시험 87
4.2.3 싱글모드 파이버 레이저를 이용한 급속 용융 91
4.3 미세조직 분석 94
4.3.1 OM 및 SEM 분석 94
4.3.2 EPMA 분석 94
4.3.3 EBSD 분석 95
4.4 적층된 247LC 초내열합금의 고온균열 발생 거동 96
4.5 후속패스 열원 위치에 따른 247LC 초내열합금의 LCTR 변화 거동 101
4.6 적층된 247LC 초내열합금의 LCTR 확대인자 규명 104
4.7 급속 레이저 용융 공정을 통한 247LC 재생적층부 액화균열 제어 가능성 검토 113
4.8 결언 119
제5장 결론 122
참고문헌 125
게재 및 발표논문 140
- Degree
- Master
-
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- 대학원 > 신소재시스템공학과
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