본 연구는 레이저 분말 베드 융합(LPBF) 기술을 활용하여 균열 없는 벌크 초합금 시편을 성공적으로 제작했으며, 주로 {001} <100> 방향의 단결정형 조직을 가집니다. 레이저 변조를 통해 빌드 방향을 따라 고액 계면에서 균일한 온도 구배를 형성했습니다.
용융 흐름 속도를 줄이고 용융 풀의 안정성을 높여 불순 결정립의 형성을 억제했습니다. 또한, 층간 직교 스캐닝 방식을 적용하여 수평면에서의 측면 열 흐름이 [100] 및 [010] 결정 방향과 평행하도록 제어함으로써 고각 결정립계의 발생을 효과적으로 억제했습니다.
이러한 방법을 통해 LPBF로 제작된 IN738 합금 중 현재까지 가장 큰 단결정형 시편을 구현할 수 있었습니다. 이는 초합금 부품의 성능 향상에 기여할 수 있는 중요한 진전입니다.
인코넬 합금은 뛰어난 강도, 내식성 및 열 안정성을 바탕으로 극한 환경의 엔지니어링 분야에 널리 활용되는 고성능 니켈 기반 초합금이다. 본 총설은 인코넬 합금의 특성, 제조 및 가공 기술의 최신 발전을 다룬다.
합금 원리, 미세구조 변화, 상 변태가 기계적 거동 및 내구성에 미치는 영향을 탐구한다. 특히 크롬, 니오븀, 몰리브데넘, 티타늄과 같은 핵심 원소들이 고용 강화, 석출 경화 및 내산화성에 기여하는 역할을 분석한다.
주조, 용접, 기계 가공 등 기존 제조 기술과 선택적 레이저 용융(SLM), 레이저 금속 증착(LMD) 같은 적층 제조(AM) 공정을 비교한다. 또한 공정 변수, 잔류 응력, 후처리 공정이 미세구조 개선 및 결함 완화에 미치는 영향을 논의한다.
상 불안정성, 가공 난이도, 장시간 열 노출이 피로 성능에 미치는 영향과 같은 과제들을 다룬다. 야금학, 제조 과학, 기계적 성능에 대한 통찰을 통합하여 인코넬 합금의 가공 및 응용 분야의 최신 개발 동향을 포괄적으로 제시한다.