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액체로켓 연소기용 Inconel 718 주조 및 단조 합금의 전자빔 용접부 미세조직 및 극저온 특성
홍현욱,배상현,권순일,이재현,도정현,최백규,김인수,조창용,Hong, Hyun-Uk,Bae, Sang-Hyun,Kwon, Soon-Il,Lee, Je-Hyun,Do, Jeong-Hyeon,Choi, Baig-Gyu,Kim, In-Soo,Jo, Chang-Yong 대한용접접합학회 2013 대한용접·접합학회지 Vol.31 No.6
Characterization of microstructures and cryogenic mechanical properties of electro beam (EB) welds between cast and forged Inconel 718 superalloys has been investigated. Optimal EBW condition was found in the beam current range of 36~39 mA with the constant travel speed of 12 mm/s and arc voltage of 120 kV for 10 mm-thick specimens. Electron beam current lower than 25 mA caused to occur the liquation microfissuring in cast-side heat affected zone (HAZ) of EB welds. The HAZ liquation microfissure was found on the liquated grain boundaries with resolidified ${\gamma}/Laves$ and ${\gamma}/NbC$ eutectic constituents. EBW produced welds showing a fine dendritic structure with relatively discrete Laves phase due to fast cooling rate. After post weld aging treatment, blocky Laves phase and formation of ${\gamma}^{\prime}+{\gamma}^{{\prime}{\prime}}$ strengtheners were observed. Presence of primary strengthener and coarse Laves particles in PWHT weld may cause to reduce micro-plastic zone ahead of a crack, leading to a significant decrease in Charpy impact toughness at $-196^{\circ}C$. Fracture initiation and propagation induced by Charpy impact testing were discussed in terms of the dislocation structures ahead of crack arisen from the fractured Laves phase.
홍현욱,최용석,신상민,강창완,Hong, Hyun-Uk,Choi, Yong-Seok,Shin, Sang-Min,Ka, Chang-Wan 한국통계학회 2010 응용통계연구 Vol.23 No.5
정준상관 행렬도는 두 변수군 사이에 연관성이 있는 데이터 행렬을 시각적으로 묘사하고 데이터가 가진 패턴을 찾는데 유용하고, 분석의 더욱 정형화된 방법으로써 결과를 보여주기에도 유용하다. 그럼에도 불구하고, 자료에 결측값이 존재하는 경우에 대부분의 행렬도는 바르게 적용되지 않는다. 이 문제를 해결하기 위해, 결측률에 따라 중앙값과 평균, EM알고리즘, MCMC대체법을 사용해서 결측 자료를 추정한다. 완전하지 않은 자료의 행렬도의 결측값을 추정하더라도, 대체법과 결측률에 따라 행렬도의 모양이 달라진다. 따라서 Shin 둥 (2008)에서 제안한 RMS(root mean square)와 원 행렬도와 추정된 행렬도간의 형상 변동을 측정하고 비교하기 위한 PS(Procrustes statistic)를 사용한다. Canonical correlation biplot is a useful biplot for giving a graphical description of the data matrix which consists of the association between two sets of variables, for detecting patterns and displaying results found by more formal methods of analysis. Nevertheless, when some values are missing in data, most biplots are not directly applicable. To solve this problem, we estimate the missing data using the median, mean, EM algorithm and MCMC imputation methods according to missing rates. Even though we estimate the missing values of biplot of incomplete data, we have different shapes of biplots according to the imputation methods and missing rates. Therefore we use a RMS(root mean square) which was proposed by Shin et al. (2007) and PS(procrustes statistic) for measuring and comparing the shape variability between the original biplots and the estimated biplots.
니켈기 초내열합금의 파형 결정립계 구조가 보론 편석과 재현 열영향부 액화균열거동에 미치는 영향
홍현욱,최준우,배상현,윤중근,김인수,최백규,김동진,조창용,Hong, Hyun-Uk,Choi, June-Woo,Bae, Sang-Hyun,Yoon, Joong-Geun,Kim, In-Soo,Choi, Baig-Gyu,Kim, Dong-Jin,Jo, Chang-Yong 대한용접접합학회 2013 대한용접·접합학회지 Vol.31 No.3
The transition of serrated grain boundary and its effect on liquation behavior in the simulated weld heat-affected zone (HAZ) have been investigated in a wrought Ni-based superalloy Alloy 263. Recently, the present authors have found that grain boundary serration occurs in the absence of adjacent coarse ${\gamma}^{\prime}$ particles or $M_{23}C_6$ carbides when a specimen is direct-aged with a combination of slow cooling from solution treatment temperature to aging temperature. The present study was initiated to determine the interdependence of the serration and HAZ property with a consideration of this serration as a potential for the use of a hot-cracking resistant microstructure. A crystallographic study indicated that the serration led to a change in grain boundary character as special boundary with a lower interfacial energy as those terminated by low-index {111} boundary planes. It was found that the serrated grain boundaries are highly resistant to boron enrichment, and suppress effectively grain coarsening in HAZ. Furthermore, the serrated grain boundaries showed a higher resistance to susceptibility of liquation cracking. These results was discussed in terms of a significant decrease in interfacial energy of grain boundary by the serration.
가스터빈 버너용 Inconel 738LC 합금의 작동시간에 따른 열화거동 분석
홍현욱 ( Hyun Uk Hong ),박경미 ( Kyung Mi Park ),김희수 ( Hee Soo Kim ),김인수 ( In Soo Kim ),최백규 ( Baig Gyu Choi ),조창용 ( Chang Yong Jo ),우타관 ( Ta Kwan Woo ),이재현 ( Je Hyun Lee ) 대한금속재료학회(구 대한금속학회) 2013 대한금속·재료학회지 Vol.51 No.3
The microstructure and mechanical property degradation of a gas turbine SEV burner made of the nickel-based superalloy Inconel 738LC were investigated with increasing operation times in the range of 24000-65000 equivalent number of operating hours (EOH). The original cuboidal shape of γ? particles with a size of 400-500 nm became spherical with a diameter larger than 1 μm. The γ? coarsening kinetics conformed well to the LSW model suggesting that the variation of r³as a function of exposure time is linear. In the hottest zone of the SEV burner operated for 65000 EOH, a continuous film of carbides along the grain boundaries was observed as a result of the transformation of MC carbide to M_23C_6+γThis continuous film of M_23C_6 carbides provided a preferential site for intergranular crack initiation and propagation during tensile testing, and reduced accordingly the alloy ductility, whereas it was favorable to tensile strength.
적층제조용 고분율 γ′ 초내열합금의 성분설계 및 고온변형 거동 고찰
홍현욱(Hyun-Uk Hong),박지운(Ji-Un Park),이병수(Byoung-Soo Lee),이해진(Hae-Jin Lee) 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
Ni기 초내열합금은 L12 규칙격자 γ′-Ni3(Al,Ti) 석출상의 분율이 높을수록, 전위의 움직임을 효과적으로 방해하여 고온강도와 크리프 특성이 우수해지나, 용접성은 불리해진다. 용접시 급열 이후 고온에서 냉각하는 동안에 석출 kinetics가 매우 높은 γ′이 다량 석출되어 수축하고 이로 인해 인장 잔류응력이 발생하여 고온균열 (응고균열, 액화균열 등)이 발생하기 쉽기 때문이다. 용접과 물리적인 현상이 동일한 분말 적층제조 역시 용접성이 좋지 않으면 적층제조 용이성도 좋지 않다. 이러한 이유로 현재까지 γ′ 분율이 20% 이하로 낮은 초내열합금들 (Inconel 718, 625 등)에 대해 적층제조 연구가 주로 이루어졌다. 하지만, 가스터빈의 온도를 높여 효율을 향상시키기 위해서는 고온 크리프 특성이 우수한 고분율 γ′ 합금들의 적층제조 연구가 중요하게 고려되고 있다. 본 연구에서는 전자 빔 용해(Electron Beam Melting, EBM) 방식을 사용해 γ′ 강화상 분율이 40%이상 높은 René 80을 reference합금으로 적층제조를 시도하였다. 넓은 범위의 EBM 조건에서 적층제조를 하더라도, arc blowing 현상과 심각한 고온균열 발생으로 20mm 높이 이상으로 적층이 불가능하였다. 이에 본 연구에서는 대규모 열역학 계산 방식을 접목하여, 고온강도는 René 80급 동등이상으로 확보하면서 적층제조 용이성을 크게 향상시키는 맞춤형 합금설계를 도출하였다. 기존 René 80 성분의 기준선에서 Ti 감소 (5 → 3 wt %), 2.5 wt % Ta 첨가 및 1.0 wt % Hf 첨가는 균열없는 EBM 제조뿐만 아니라 더 나은 분말 특성 (구형에 더 가까운)을 얻는데 성공하였다. 표준 열처리된 EBMed 부품은 870℃에서 기존 주조 제품에 비해 우수한 인장 특성을 나타내었다. Primary γ ‘는 a / 3<112> 부분 전위에 의해 전단되어 적층 결함을 남기고, 50nm 미만의 미세한 secondary γ’와의 강한 상호 작용의 결과로 높은 밀도의 tangled 전위들이 관찰되어, 우수한 고온 인장특성을 잘 반영해 준다.