Co-Ni-Cr계 초합금의 고온 변형특성

초록

현재 사용되고 있는 석출강화형 또는 탄화물강화형 초합금은 700℃이상의 고온에서 장시간 사용시 강화상의 분해및 조대화에 의해 기계적 성질이 떨어지는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 석출물 또는 탄화물 대신에 용질원자의 고용강와에 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 SPRON510합금의 변형거동에 대하여 조사하였다. 본 연구에 사용된 SPRON510(Co33.7-Ni30.4-Cr21-Mo10.0-Nb1.5-Fe2.1-Ti0.8)합금은 주조 후, 스웨이징가공에 의해 직경 15mm의 봉상으로 성형된 시편으로, 1323K에서 24시간 열처리 한 후 사용하였다. 열처리한 합금을 두께:1mm, 폭:3mm, 길이:16mm의 인장시편형상으로 제작하여 5.2X10(-4)S(-1)의 변형속도로 실온에서부터 1123K까지 10(-3)Pa의 진공에서 인장시험을 행하였다. 미세조직은 OM 및 TEM에 의해 관찰하였다. 인장실험결과 700℃부근을 피크로 하는 동적변형시효(DSA:Dynamic Strain Aging)가 출현하여 높은 강도와 가공경화를 나타내었으며, 이러한 DSA는 용질원자가 확장전위의 적층결함에 편석함에 기인하는 것으로 추측되었다. DSA의 피크온도 이상의 고온영역에서는 변형쌍정이 형성되며, 변형쌍정의 활성화에 의해 정상변형이 진행하여 강도저하가 억제되었다.