고온에서 작동하는 터빈 블레이드를 설계할 때 고려해야 할 재료 선택 기준과 열 피로에 대한 내구성을 높이기 위한 방법들을 설명해 주세요.
고온에서 작동하는 터빈 블레이드를 설계할 때 고려해야 할 재료 선택 기준과 열 피로에 대한 내구성을 높이기 위한 방법들을 설명해 주세요.
안녕하세요, 생산공장설비관리직을 맡고 있는 박상훈 전문가입니다.
고온이라는 악 조건에서 설계를 한다고 가정한다면, 고온에서도 강도를 유지하고 변형을 최소화 할수 있는 재료를 선택하는 것이 중요합니다. 대표적으로 니켈합금이 많이 사용 되고 있구요. 피로에 대한 내구성을 높이기 위한 방법으로는 응력의 분포를 분석하여 가해지는 응력을 최소화시키거나, 열표면처리를 후속진행하여 내열성을 강화시키는 방법이 있습니다.
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안녕하세요 기계공학 전문인 박성수 전문가입니다
터빈 블레이드를 설계할 때 재료 선택 기준은 고온 강도, 내산화성, 열 안정성, 피로 강도, 열 전도성을 따져봐야 합니다.
열 피로에 대한 내구성을 높이기 위한 방법은 재료에 합금 요소를 추가하거나 탄화물 형성을 하면 열 피로 저항성을 높입니다.
그리고 세라믹 코팅을 하면 블레이드 표면의 온도를 낮추고 열 피로를 줄일 수 있습니다.
고온에서 작동하는 터빈 블레이드를 설계할 때 재료 선택 기준은 여러 가지가 있습니다. 먼저, 고온 환경에서 안정적인 기계적 성질과 내부 응력을 견딜 수 있는 재료가 필요합니다. 예를 들어, 니켈 기반 합금이나 강철의 합금화 버전인 스테인리스 강 등이 자주 사용됩니다. 이러한 재료는 고온에서의 강도 유지와 내부 응력 관리가 용이하여 적합합니다.
또한, 열 피로에 대한 내구성을 높이기 위해 다양한 방법이 사용됩니다. 첫째로는 재료의 미세 구조 개선을 통해 결함이나 구조적 불순물을 최소화하는 것입니다. 이는 재료의 내구성을 향상시키고 열 피로에 의한 파괴를 방지하는 데 중요합니다. 둘째로는 적절한 열 처리 기술을 사용하여 재료의 결정 구조를 제어하고, 높은 온도에서도 안정성을 유지할 수 있도록 합니다.
마지막으로는 코팅 기술의 적용이 있습니다. 열 및 화학적 특성에 강한 코팅은 블레이드 표면을 보호하고 마찰을 감소시켜 내구성을 향상시키는 역할을 합니다. 이러한 기술들을 종합적으로 활용하여 고온에서 작동하는 터빈 블레이드의 내구성을 최적화할 수 있습니다.
안녕하세요
고온에서 작동하는 터빈블레이드는 재료의 선택이 매우 중요한데요
재료는 내열성1200도 이상이어야 하며 강도와 내식성 열피로 내구성이 뛰어나야 합니다.
열피로 내구성을 높이기 위해서는 니켈 기반의 초내열 합금을 사용하는것이 좋고
tbc코팅은 피로도를 줄여주는데 도움이 됩니다. 또한 냉각시스템도 신경써주어야 합니다.