일반기술

고온등압 압축기술을 이용한 가스터빈 고온부품 수명연장방법

본 발명은 Ni기 초합금을 사용해서 진공정밀주조기술로 만들어지는 가스터빈 블레이드(blade)와 같은 고온 부품의 내부에 존재하는 결함을 제거하고 미세조직을 최적화함으로써 고온부품의 사용 수명을 연장하기 위한 고온등압압축기술을 이용한 가스터빈 고온부품의 수명연장방법에 관한 것이다. 그 고온등압압축처리방법은 진공가열, 승온승압, 항온유지, 냉각 등 4단계로 구성된다. 특히, 본 발명에서는 냉각과정을 2 단계로 구분하여서 수행함으로써 결정입계와 γ' 강화상을 미세하게 석출시켜 고온강도를 향상시킬 수 있게 한 것이다. 이에 따른, 제 1 단계인 제어냉각단계에서는, 1200±50℃에서 1120±50℃까지의 온도구간에서 냉각속도를 분당 5℃이하로 최소화하여 재료의 결정입계를 톱니 모양으로 변형시켜 고온 크리프(Creep) 강도를 증가시킨다. 그후 제 2 단계인 균일급속냉각단계에서는, 1120±50℃에서 30℃까지의 온도구간에서 분당 100℃이상으로 균일 급속냉각시킴으로써 고온 강화상인 γ' 을 미세하게 석출시켜 고온강도를 증가시킨다. 아울러, 이와 같은 고온등압압축처리 후에 진공분위기에서 850±30℃에서 8시간 이상 후열처리하는 단계를 더 수행함으로써, 2차 γ' 을 미세하게 추가로 석출시켜 고온강도를 더욱 향상시킬 수 있게 되는 장점이 있다.Ni기 초합금을 사용하는 가스터빈 블레이드와 같은 고온 부품의 내부에 존재하는 결함을 제거하고 미세조직을 최적화하기 위해서, 진공분위기에서 300℃로 30분 이상 가열하는 진공가열과정; 1200±50℃의 온도구간으로 온도를 올리고 100MPa 이상으로 압력을 올리는 승온승압과정 4시간 이상 항온을 유지하는 항온유지과정; 및 항온 유지 후, 냉각속도를 최소화는 제어 냉각단계를 수행하고서 균일급속냉각단계를 수행하는 2단계의 냉각과정으로 이루어진 고온등압압축처리기술을 수행함으로써, 재료의 고온강도를 크게 향상시켜 고온부품의 사용수명을 연장할 수 있는 것을 특징으로 하는 가스터빈 고온부품 수명연장방법.