IN738LC 초내열합금에서 미세조직과 고온 피로수명에 미치는 고온등압압축(HIP) 공정의 영향 = Effects of Hot Isostatic Pressing on the Microstructure and High-Temperature Fatigue Life of the Ni-base Superalloy IN738LC

국문 초록 (Abstract)

가스터빈 블레이드 재료로 사용되는 IN738LC 니켈기 초합금 주조재에 대하여 고온등압압축(HIP) 공정에 의한 미세조직 변화와 고온 피로수명에 미치는 영향을 조사하였다. 세부적으로 HIP 처리에 따른 주조결함 제거와 피로변형 열화재의 물성재생효과 확인에 중점을 두었으며, 이를 위하여 회전굽힘 피로시험을 실시하고 변형전후의 미세조직을 광학 및 주사전자현미경으로 관찰하였다. HIP 처리 전후의 미세조직과 피로수명을 비교, 평가한 결과, 주조재와 열처리재의 피로수명 차는 크지 않았으나 HIP 처리재의 피로수명은 이들과 비교하여 평균 60배 이상 증가한 것으로 나타났다. 또한 인위적으로 고온 피로변형을 가한 열화재를 대상으로 반복 HIP 처리한 결과, 열화 변형조직이 신재 상태로 거의 완전히 재생될 뿐만 아니라, 재료내에 미세하게 잔존하던 주조결함까지 부가적으로 제거됨에 따라 반복 HIP 처리에 의한 피로수명 연장 효과가 크게 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A study has been made to investigate the effects of hot isostatic pressing(HIPing) on the microstructure and high temperature fatigue lives of the IN738LC, Ni-base superalloy used in turbine blades, with emphasis on the elimination of casting microporosity and fatigue damage through HIP treatments. Microstructure was observed using OM, SEM and the fatigue life was investigated with rotate bending fatigue tester. The results show that the fatigue lives of properly HIP-processed specimens could be extended be extended by a factor of about sixty. In contrast, no comparable life improvement was achieved with heat treatment only. The repetitive HIP treatment was shown to be very effective as a means of rejuvenating the fatigue life of intentionally fatigue-damaged IN738LC by restoration of the initial alloy microstructure and additional removal of fine casting defects which remained in the HIP-processed material.