Co-Ni-Cr계 합금의 기계적 성질에 미치는 열처리의 효과

초록

현재 사용되고 있는 석출강화형 또는 탄화물 강화형 초합금은 700℃이상의 고온에서 장시간 사용시 강화상의 분해 및 조대화에 의해 기계적 성질이 떨어지는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 석출물 또는 탄화물 대신에 용질원자의 고용강화에 의해 고온강도를 부여한, Co-Ni-Cr계 합금(상품명:SPRON510)이 최근 일본의 Seiko Electric Company에서 개발되었다. 본 합금은 FCC단상으로, 주조성과 내식성도 우수한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 SPRON510(Co-30Ni-21Cr-10Mo-Mn-Nb-Ti)합금은 주조후, 스웨이징 가공에 의해 직경 15mm의 봉상으로 성형된 시편으로, 1323K에서 24시간 열처리 한 후 사용하였다. 우선, 열처리한 합금을 85% 압하율로 압연한 후 670, 750℃에서 1, 2, 4, 6, 8hr의 조건으로 열처리하여 경도측정을 행하였다. 경도 측정결과, 열처리한 경우 열처리하지 않은 시편에 비해 경도값의 큰 증가를 가져왔고, 특히 각 온도에서 4시간 열처리한 경우에 경도값의 peak를 보였다. 670, 750℃에서 경도값의 peak를 보인 시편(4시간 열처리) 및 열처리를 행하지 않은 시편을 두께:1mm, 폭:3mm, 길이:12mm의 인장시편으로 제작하여 10-3s-1의 변형속도로 실온, 600, 700℃의 대기중에서 인장실험을 행하였다. 미세조직은 OM 및 SEM을 이용하여 관찰하였다. 인장실험결과 열처리재의 항복강도는 무열처리재의 경우보다 모든 온도구간에서 컸으며, 항복강도는 600℃까지 높은 값이 유지되다가 그 이후 급격한 감소를 보였다. 연신율은 무열처리재가 실온에서는 비교적 큰 값을 가졌으나, 600℃이상에서는 열처리재가 무열처리재보다 더 큰 값을 나타내었다.