Co-Ni-Cr-Mo계 합금의 기계적 성질에 미치는 결정립효과

초록

현재 사용되고 있는 탄화물강화형 Co기 초합금은 주조성, 내열피로성, 고온내식성 등은 뛰어나지만 Ni기 초합금에서의 Ni3Al과같은 매력적인 강화상이 없기 때문에 고온강도가 Ni기 초합금에 비해 떨어지며, 이것이 Co기 초합금의 사용이 제한되는 이유의 하나가 되고 있다. 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 탄화물 대신에 용질원자의 고용강화에 의해 고온강도를 부여한 Co-Ni-Cr-Mo계 합금에 주목하여, 본합금의 기계적 성질에 미치는 결정립 효과에 대하여 조사하였다. 먼저, 주조→균질화 처리된 시편에 대하여 결정립제어를 위해 72%의 압하율로 냉간가공 후 재결정 열처리를 행하였다. 재결정온도는 1000oC 부근임이 밝혀졌으며, 1000∼1200oC온도구간에서 1∼24시간의 조건으로 열처리함으로써 평균결정입경을 37∼331㎛까지 조정할 수 있었다. 이와같이 결정입경을 조정한 시편들에 대해 상온 및 고온에서의 인장시험을 행하여 기계적 특성을 조사하였다. 실험결과, 실온에서의 항복강도는 Hall-Petch 관계식에 지배됨이 밝혀졌으며, 670℃이상의 온도영역에서는 stress-strain curve 상에 serrated flow가 나타났다. 또한, 결정입경을 50㎛이하로 미세화하면 실온에서부터 800℃까지의 온도영역에 걸쳐 강도와 연신율을 향상시킬 수 있음이 밝혀졌다.