Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on the Brazed Joint of Duplex Stainless Steel with Ni Base Insert Metal

Ni기 인서트금속을 이용한 2상 스테인리스강의 브레이징 접합부에 관한 연구

  • 이병호 (연세대학교 금속공학과 대학원) ;
  • 마창익 (현대모비스 기술연구소) ;
  • 김대업 (현대모비스 기술연구소)
  • Published : 2002.12.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The brazing of duplex stainless steels which is an essential process for rocket engine manufacturing has been investigated on bonding phenomena and shear strength. The UNS32550 was used for base metal, and the MBF-50 was used for insert metal. Brazing was carried out under the various conditions (brazing temperature : 1473K, 1498K, holding time : 0, 0.3, 0.9, 1.8 ks). There were various phases in the joint because of reaction between liquid insert metal and base metal, In the early stage, BN is formed in the bonded interlayer and base metal near the bonded layer. Cr nitride is formed in the bonded interlayer. The amount of BN and Cr nitride decrease with the increase of holding time. Superior shear strength of 550MPa is obtained by restraining the formation of nitride.

본 연구에서는 로켓엔진에 사용되고 있는 2상 스테인리스강의 브레이징 접합성에 관하여 접합 현상과 기계적 강도의 두가지 측면의 고찰을 통하여 검증하였다. UNS32550을 모재로, MBF-50을 인서트금속으로 사용하여 브레이징 접합온도를 1473K, 1498K로 변화시키고, 접합 시간은 0~1.8ks로 변화시키면서 각 조건에서의 접합현상을 고찰한 결과, 접합부에서는 모재와 인서트금속간의 반응으로 인해 다양한 상이 생성되었다. 접합 초기에는 접합계면 및 접합부 근방의 모재에서 BN가 생성되고, 접합계면에서는 Cr질화물이 생성되어 접합 시간이 증가함에 따라 BN과 Cr질화물의 양이 감소하였다. 전단시험 결과 500MPa의 우수한 전단강도를 얻었다.

Keywords

References

  1. Dae-Up Kim et al., "Materials and joining technology for liquid propellant rocket", J. Kor. Welding Soc., 18, 2000, pp.675
  2. In-Sun Kim et al., "Aerodynamic characteristics of KSR-III and jet impingement on a deflector during launch", 한국항공우주학회지, 제30권 제2호, 2002, pp.98
  3. ASM, Specia lty Handbook, Stainless, 13
  4. Halada GP, Clayton CR, Frits JD, Kim D, Corrosion 95, Orlando, NACE, paper 95531
  5. Lrvine KJ, Llewellyn DT, Pickering FB, J. Iron Steel Inst., 1961, pp.153
  6. J. S. Ku et al., J. Materials Processing Technology, 63, 1997, pp.770 https://doi.org/10.1016/S0924-0136(96)02721-5
  7. W. C. Lee, C. S. Kang, J. P. Jung and B. Y. Lee, "Brazability between cemented titanium carbide and stainless steel", J. Kor. Ins t. Met. & Mater., 30, 1992, pp.1136
  8. Dae-Up Kim, "A study on the formation mechanism of microconstituents in brazed joint of duplex stainless steel and Cr-Cu alloy", J. Kor. Welding Soc., 19, 2001, pp.534
  9. J.E.Ramirez and S.Liu, "Diffusion Brazing in the Nickel-Boron System", Weld. Res. Sup., 10, 1992, pp.365
  10. D.Kim, K.Nishimoto, K.Saida , S.Asai, and Y.Furukawa, "Bond ing mechanisms of Ni-base single crystal superalloy during transient liquid phase bonding", ASM International, 1, 1998, pp.72
  11. T.Nishida, "Brazing Phenomena o f Iron and Copper", J. Jpn. Weld. Soc., 39, 1970, pp.259 https://doi.org/10.2207/qjjws1943.39.4_259
  12. Ju Choi, "Heat treatment o f stainless steel", J. Kor. Inst. Met. & Mater., 17, 1979, pp.117