TiAl-Mn 반응소결체의 기계적 성질에 미치는 염소의 효과

초록

TiAl계 금속간화합물은 초함금(superalloy) 또는 내열강(heet-resisting steel)에 비하여 낮은 밀도를 가지며, 고온강도, 내크리프특성이 우수하여 항공기,자동차용 엔진부품과 같은 경량내열성이 요구되는 부위에 적용하고자 하는 연구가 활발히 진행되어지고 있다. 그러나, 상온에서 낮은 연성에 의한 성형가공성의 부족 그리고 800℃이상 고온에서의 내산화성 부족등이 실용화의 문제점으로 지적되어지고 있다. TiAl의 내산화성의 향상에 관해서는 제 3원소의 첨가 및 표면처리가 시도되어지고 있는데, 특히 최근에 TiAl-Mn 금속간화합물에 염소등의 할로겐원소가 함유되면 내산화성이 비약적으로 향상되는 효과가 있음이 밝혀졌다. 본 연구에서는 염소의 함유량 변화에 따른 TiAl-Mn 금속간화합물의 상온 및 고온에서의 기계적 성질을 평가하였다. 본 실험에서, 반응소결체의 염소 함유량 변화(0-600ppm)를 위하여 원소 Ti 분말로써, Kroll법(Mg 환원법) 및 Hunter 법(Na 환원법)으로 제조된 Ti 분말을 사용하였다. 상기의 Ti 분말과 Al-Mn 분말 그리고 TiB2 입자를 목적조성(Ti-43.5at.%Al-1.6at.%Mn-2Vol.%TiB2)이 되게끔 혼합한 후, 탈가스 처리를 행하였다. 그 후 열간압출을 통하여 치밀화 시킨 후에 HIP 중에서 반응소결을 실시하였다. 이와 같이 얻어진 반응소결체에 대하여 상온과 800℃에서 인장시혐을 행하여, 염소 함유량이 TiAl-Mn 금속간화합물의 기계적 성질에 미치는 영향을 살펴보았다.