기계적 합금화법으로 제조된 Ni-20Cr-20Fe-5Nb합금에서 Al의 첨가가 기계적 특성에 미치는 효과

초록

Inconel 718 합금과 유사한 조성을 갖는 합금을 기계적합금화법으로 제조하여 강도를 극대화 시킴과 동시에 내산화성과 내식성에도 우수한 성능을 나타내어 재료를 개발하고자 하였다. 기계적합금화법으로 제조한 Ni-20Cr-20Fe-5Nb합금분말을 SPS법으로 성형하였을 때 부분적으로 Cr2O3가 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 Cr보다 O(산소)와의 친화력이 강한 Al을 첨가함으로서 Al2O3를 우선적으로 형성시켜 Cr2O3의 형성을 저지하려는 의도에서 2 wt%의 Al을 첨가하여 Ni-20Cr-20Fe-5Nb합금을 제조하였다. 제조된 합금 벌크재는 800℃, 변형율 속도 1X10-3의 인상시험결과 70% 이상의 굉장히 높은 연신율을 나타내었으며 상온에서의 인장강도는 1800MPa이상의 매우 높은 인장강도 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 여기서 나타나는 상온인장강도는 상용 Inconel 718 합금과 기계적 합금화법으로 제조된 Ni-20Cr-20Fe-5Nb합금에 비해 500MPa 이상 높은 값이며 800℃에서의 연신율 역시 같은 방법으로 제조된 Ni-20Cr-20Fe-5Nb합금의 연신율이 20%인 점을 고려했을 때 굉장히 높은 값을 나타낸 것이다. 따라서 Al의 첨가에 따라 나타나는 이와 같은 거동을 미세조직의 관찰과 인장파면 등을 고려하여 고찰하고자 하였다.