초미립 결정립을 갖는 Ni-20Cr-20Cr-5Nb 합금에서 Y203의 첨가에 따른 내산화 특성에 관한 연구

초록

기계적 합금화법으로 제조된 Ni-20Cr-20Fe-5Nb-1Y2O3합금은 54nm의 평균 결정립 크기를 갖는 것으로 확인되었고 다량의 Cr의 첨가와 결정립의 미세화 그리고 분산물의 첨가 따라 Incon718합금에서 보다 우수한 산화특성을 나타내고 있었다. 1000℃에서 100시간의 산화실험에서 Ni-20Cr-20Fe-5Nb-1Y2O3합금은 Inonel718합금에 비해 단지 15.7%정도의 산화에 따른 무게증가를 나타내었고 또한 Y2O3가 첨가되지 않은 Ni-20Cr-20Fe-5Nb합금과 비교했을 때 단지 22%정도의 무게증가가 나타났다. 산화가 시작되면서 기지부의 Cr과 Fe 그리고 Ni이 표면부로 점차적으로 확산되어 빠져나가면서 Cr2O3나 NiCr2O4가 형성되고 산화시간이 지나면서 Cr이 점차적으로 빠져나가면서 Cr소멸지역이 형성되고 후속적으로 Nb산화물이 형성되는 산화물의 생성기구는 공통적으로 발생하고 있다. 그러나 각각의 합금에서 형성되는 산화물의 성장 형태는 3개의 시료에서 확연히 다르게 나타나고 있었다. 특히 Ni-20Cr-20Fe-5Nb-1Y2O3합금에서의 산화물은 Ni-20Cr-20Fe-5Nb합금과 Inconel718 합금에서와는 달리 합금분말의 계면을 통한 산화물의 생성과 성장이 지배적으로 나타났다. 이에 따라 각 합금에서의 산화물의 성장 형태를 관찰하고 비교분석 함으로써 각 합금에서의 산화물 형성기구를 보다 명확히 파악하고자 하였다.