니켈 초합금 터빈 디스크의 경사 미세조직

항공기 엔진 터빈 디스크용 니켈 기반 초합금에서 이중 특성을 구현하기 위해 경사 변형(GSD)과 세레이션 열처리(SHT)를 조합하여 톱니형 결정립계(GBs)로 강화된 경사 미세조직을 성공적으로 형성했습니다. 본 연구는 미세조직 진화, 기저 메커니즘, 그리고 핵심 영향 요인에 중점을 두었습니다. GSD 중에는 동적 재결정이 미세립 및 전이 영역의 미세조직 진화를 주도했으며, 다양한 핵 생성 메커니즘이 활성화되었습니다. 소성 변형은 미세립 영역에서 γ′ 상 용해를 촉진하여 최종적으로 형태학적 변형을 유도했습니다. 후속 SHT 동안, 이전 GSD로 생성된 경사 미세조직 내에 톱니형 GBs가 형성되었으며, 이는 결정립 크기 구배를 방해하지 않으면서 크리프 저항성을 향상시켰습니다. γ′ 결정립계 입자와 관련된 두 가지 메커니즘이 GBs의 톱니 형성 과정을 제어했습니다. 미세립 영역에서는 결정립계 접합부의 강력한 인장 효과로 인해 톱니의 진폭과 파장이 조립 영역보다 작았습니다. 톱니 형성 과정은 GBs의 고유한 특성에 크게 의존했습니다. 30~59°의 불일치 각도를 갖는 무작위 고각 결정립계(HAGBs)는 높은 이동성과 γ′ 결정립계 입자의 가속된 석출로 인해 SHT 동안 더 쉽게 톱니형으로 변했습니다. 반면, 낮은 ∑ HAGBs와 저각 GBs는 톱니 형성에 취약했으며, 특히 ∑3 쌍정 결정립계에서는 극히 낮은 이동성과 γ′ 결정립계 입자의 부재로 인해 톱니 형성이 완전히 억제되었습니다. 이 연구는 항공기 엔진 부품의 성능 향상에 기여할 수 있는 미세조직 제어 전략을 제시합니다.