금속재료의 피로와 파괴 - 고온의 환경이 터빈 블레이드에 미치는 영향

소개글

제트 엔진 터빈 블레이드가 작동하는 환경에서 발생하는 각종 피로상황을 분석한 레포트 입니다. LCF, HCF, 열피로, 크리프 등 피로파괴에 대한 전반적인 이해 및 항공기 엔진에서의 터빈 블레이드의 작동 환경에 대해 알 수 있습니다

목차

1. 서론
2. 본론
1) 크리프(creep) 변형
2) 피로파괴
① HCF(High Cycle Fatigue)
② LCF(Low Cycle Fatigue)
③ TMF(Thermo-Mechanical Fatigue)
④ 고온피로
3) 피로, 산화 분위기 상호작용
3. 결론

본문내용

2. 본론
1) 크리프(creep) 변형
크리프(creep)란 일정부하응력 하에서 시간의 경과와 함께 생기는 변형의 양식이다. 특히 고온하에서는 재료의 강도보다 극히 약한 응력이라도 장시간 노출될 경우 바로 변형이 일어나지는 않지만 서서히 변형이 일어나게 된다.
크리프는 그림 1.에서 보는 바와 같이 크게 3단계로 나타난다. 이런 곡선은 하부조직의 형성과 밀접한 관계가 있다. 1단계인 천이 단계에서 크리프에 변형을 일으키는 재료는 크리프에 의해 새롭게 하부조직이 형성됨에 따라 크리프속도가 저하하게된다. 크리프 속도가 저하되어 안정된 변형률을 보이는 2단계를 정상단계라고 한다. 시간이 지속되어 한계점을 넘으면 크리프가 가속되어 파단에 이르게 된다. 고온 크리프에 관한 연구는 온도와 응력에 의존하는 정상크리프에 대해 주로 연구 되었으며 정상크리프 속도 의 의존성 식은 다음과 같다.
는 크리프의 활성화 에너지, R은 기체상수, T는 절대온도, G는 횡탄성계수, n은 응력지수이다.
터빈 블레이드의 경우 압축기에 의해 발생되는 고온 가스가 고온 환경을 만들고, 고속회전에 의해 생기는 원심력이 지속적인 응력으로 작용한다. 이로 인해 터빈 블레이드에 변형은 축의 바깥쪽으로 발생하게 되며, 한계 이상으로 진행될 경우 엔진 케이싱과 접촉하게 되어 손상을 입힐 수 있다.

참고 자료

없음