급속응고법에 의한 Al-8Fe-TM 합금의 미세조직 및 기계적 성질

초록

급속응고법에 의한 Al-Fe합금은 미세한 결정립과 석출상 그리고 고용한도의 증가로 인하여 기계적 특성이 급격히 향상된다. 급속응고법은 제조방법에 따라 냉각속도의 차이가 있으며, 최근 주목받고 있는 spray forming법은 분말제조공정 및 치밀화를 위한 전처리 공정을 생략할 수 있어 비교적 생산성이 우수한 공정으로 냉각속도는 약 103K/s를 갖는다. 이에 비하여 melt spinning법은 냉각속도가 약 106K/s이상으로 매우 빠른 냉각효과를 얻을 수 있지만 급속응고된 리본의 분말화를 위한 전처리 공정이 요구된다. 본 연구에서는 Al-8Fe-2Mo-2V -1Zr(wt.%)합금을 대상으로 melt spinning법을 이용하여 분말화 공정과 압출공정을 거쳐 얻어진 압출재에 대하여 미세조직 및 기계적 특성을 관찰하고, spray forming법에 의해 제조된 시편과 비교분석하였다. 그 결과, spray forming재는 500nm의 결정입경을 갖는 등축정 조직을 보였으며, Al-Fe, Al-Fe-Mo-V, Al-Zr계 금속간화합물이 분포하고 있음을 알 수 있었다. 이에 비하여 melt spinning법에 의해 제조된 시편은 약 50nm의 결정입경과 Al-Fe계 금속간 화합물이 관찰되었다. 압축시험을 통한 항복강도는 spray forming재는 약 420MPa, melt spinning재는 768MPa의 고강도를 나타내었으며, 이는 melt spinning에 의한 빠른 냉각속도에 의한 고용강화, 결정립 및 석출상의 미세화 효과에 기인한다.