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이금오(Keumoh Lee),유철성(Chulsung Ryu),허성찬(Seongchan Heo),최환석(Hwanseok Choi) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회지 Vol.21 No.1
STS 321 스테인리스강은 액체 로켓 엔진을 비롯한 고온 고압의 시스템의 재료로서 많이 사용된다. 321 스테인리스강의 고온에서의 변형 거동을 예측하기 위해 Kocks의 전위 장벽 모델을 근거로 유동응력에 대한 구성 방정식을 열적 응력 요소와 비열적 응력 요소를 사용하여 제안하였다. 제안한 모델은 321 스테인리스강의 상온부터 500℃의 넓은 온도 영역에서 재료의 변형 거동들을 잘 예측하였다. STS 321 stainless steel is generally used for a material of high-temperature and high-pressure system including liquid rocket engine. The constitutive equation for flow stress has been suggested using thermal stress component and athermal stress component based on Kocks dislocation barrier model to predict 321 stainless steel"s deformation behavior at elevated temperature. The suggested model predicted well the material deformation behaviors of 321 stainless steel at the wide temperature range from room temperature to 500℃.
이금오(Keumoh Lee),유철성(Chulsung Ryu),허성찬(Seongchan Heo),최환석(Hwanseok Choi),최윤호(Younho Choi) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.5
액체로켓 연소기 연소실 내피를 제작하기 위해 스피닝 공정을 사용하였으며, 스피닝 공정에서 발생하였던 블랭크의 파손을 방지하기 위해 맨드럴과 블랭크의 설계를 개선하였다. 연소실 실린더부와 노즐목부 스피닝 도중 블랭크와 맨드럴 사이의 미끄러짐에 의한 온도상승으로 블랭크에 파손이 발생하였으며, 이를 방지하기 위해 맨드럴 볼트체결, 모깎기, 블랭크 형상변경 등을 추가하였고, 이를 통해 실린더부 및 노즐목부를 스피닝으로 제작하는데 성공하였다. 제작된 노즐목부 스피닝 시제품은 균열이나 네킹없이 벌징이 되어 연소기 제작에 적용할 수 있도록 충분한 성형성을 확보한 것을 확인하였다. Spinning process is used for manufacturing inner wall of regenerative cooling chamber of liquid propellent rocket combustion chamber. The design of spinning mandrel and blank has been modified in order to prevent the failure of blank occurred during the spinning process. The blanks of cylinder part and nozzle throat part were fractured through the temperature increase caused by the slip between the blank and the mandrel during the spinning processes. In order to circumvent this problem, several corrections were made including bolting of mandrel, filleting, and modification of the blank shape and the spinning of cylinder and nozzle throat part was successfully accomplished as the result. The prototype of fabricated spinning nozzle throat part was bulged without cracking and necking, and it was confirmed to secure the sufficient formability necessary for fabricating the combustion chamber.
이금오(Keumoh Lee),유철성(Chulsung Ryu),허성찬(Seongchan Heo),최환석(Hwanseok Choi) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11
STS 321 스테인리스강은 액체 로켓 엔진을 비롯한 고온 고압의 시스템의 재료로서 많이 사용된다. 321 스테인리스강의 고온에서의 변형 거동을 예측하기 위해 Kocks의 전위 장벽 모델을 근거로 유동응력에 대한 구성 방정식을 열적 응력 요소와 비열적 응력 요소를 사용하여 제안하였다. 제안한 모델은 321 스테인리스강의 상온부터 500 ℃의 넓은 온도 영역에서 재료의 변형 거동들을 잘 예측하였다. STS 321 stainless steel is generally used for a material of high-temperature and high-pressure system including liquid rocket engine. The constitutive equation for flow stress has been suggested using thermal stress component and athermal stress component based on Kock"s dislocation barrier model to predict 321 stainless steel"s deformation behavior at elevated temperature. The suggested model predicted well the material deformation behaviors of 321 stainless steel at the wide temperature range from room temperature to 500 ℃.
Inconel 718 HIP 소재의 고온 피로 거동 비교
이금오(Keumoh Lee),유철성(Chulsung Ryu),허성찬(Seongchan Heo),최환석(Hwanseok Choi),윤석환(Sukhwan Yoon),전성민(Seongmin Jeon),김진한(Jinhan Kim) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
Inconel 718은 높은 고온 강도와 좋은 피로 성질로 인해 액체추진 로켓 엔진에서 고온용 소재로 많이 사용된다. 분말 야금 기술과 고온 정수압 소결법은 초합금의 가공상의 어려움과 높은 가격으로 인하여 초합금 부품 제작에 활용된다. 본 연구는 분말 야금과 HIP를 사용하여 제작된 Inconel 718의 고온에서의 인장시험과 피로시험을 통하여 강도, 연신율 및 피로 수명을 주조 및 단조를 사용하여 제작된 Inconel 718과 비교하였다. 시험결과 HIP으로 제작된 Inconel 718은 단조 소재에 비해 항복강도와 연신율, 피로 수명이 낮은 것으로 나타났다. Inconel 718 is commonly applicate for liquid-propellant rocket engine due to its higher strengths and good fatigue properties at elevated temperature. Powder metallurgy (P/M) and hot isostatic pressing (HIP) are applied for manufacturing superalloy parts because of hardship for fabricating and higher cost. In this study, the strengths, elongations and fatigue strengths of Inconel 718 fabricated by P/M and HIP were compared to Inconel 718 fabricated by cast and forging. The test results showed HIPed Inconel 718 had lower yield strength, elongation and fatigue life than forged material.
이금오(Keumoh Lee),유철성(Chulsung Ryu),최환석(Hwanseok Choi),허성찬(Seongchan Heo),곽준영(Junyoung Kwak),최윤호(Younho Choi) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5
스피닝 공정은 축대칭의 얇은 두께를 가지고 있는 속이 빈 실린더형 단면을 가지고 있는 부품에 일반적으로 사용된다. 전통적인 스피닝 제작 기술은 컨벤셔널 스피닝과 파워 스피닝(전단 스피닝과 유동성형)으로 구분된다. 액체추진로켓의 연소기의 재생냉각 챔버와 확대노즐부에서 적용된 스피닝에 대한 문헌조사를 수행하였다. 연소실과 노즐의 제작에 사용되는 스피닝은 대부분 맨드럴을 사용하였다. 최근에는 전통적인 냉간 스피닝에 비해 열간 스피닝도 많이 사용되고 있었다. Spinning process is generally used for manufacturing axisymmetrical, thin-walled thickness and hollow circular cross-section parts. Traditional spinning technology is classified to conventional spinning and power spinning(shear spinning and flow forming). Literature surveys of spinning application for regenerative cooling chamber and divergent nozzle of liquid propellent rocket thrust chamber have been conducted. Most spinning technology has been used mandel for manufacturing chamber and nozzle. Recently, hot spinning has been used much compared to traditional cold spinning.