LPBF Hastelloy X 고온 피로 저항 강화

레이저 분말 베드 융합(LPBF) 합금은 고온 환경에서 피로 성능이 취약하여 고신뢰성 부품 적용에 한계가 있습니다. 본 연구에서는 mJ 수준의 코팅 없는 레이저 충격 피닝(LSPwC)을 통해 LPBF Hastelloy X 합금의 표면 무결성 및 고온 피로 저항을 시너지 효과적으로 최적화하는 방법을 제안합니다. 이 방법은 표면 거칠기를 54.25% 감소시켜 표면 품질을 균일하게 개선하며, 동시에 초미세 입자, 변형 쌍정, 고밀도 전위로 구성된 계층적 다중 스케일 경사 미세구조를 표면 하부에 유도합니다. 또한, 도입된 압축 잔류 응력(CRS)은 고온에서도 26.03%의 낮은 이완율을 보여 우수한 열 안정성을 나타냅니다. 고사이클 피로 시험 결과, 650°C에서 피로 강도가 약 12% 향상되었습니다. 상세한 파면 분석에 따르면, 다중 스케일 경사 미세구조와 열적으로 안정한 CRS가 시너지 효과를 발휘하여 피로 균열의 시작을 지연시키고 전파를 억제하는 것으로 확인되었습니다. 본 연구는 적층 제조 부품의 고신뢰성 서비스 성능을 달성하기 위한 새로운 제어 전략과 공학적 구현 방안을 제시합니다.