통전가압소결법에 의한 Ti-45at%Al-1.6at%Mn 금속간화합물의 제조

초록

낮은 밀도, 높은 융점과 우수한 고온강도를 갖는 TiAl계 금속간화합물은 자동차 및 항공산업분야 등에서 경량화· 고성능화의 요구에 답할 수 있는 경량화 내열재료로서 실용화가 기대되어지고 있다. 그렇지만, TiAl계 금속간화합물은 난가공재이므로, 본 재료의 실용화를 위해서는 무엇보다도 형상부여능이 우수하고 생산원가를 절감할 수 있는 제조법의 확보가 필수적이다. 현재까지 본 화합물의 제조에는 정밀주조, 항온단조, 항온압연, HIP 등이 검토되어지고 있는데, 이러한 방법은 고가의 특수 장비, 까다로운 가공 조건 등이 요구된다. 본 연구에서는 원소분말의 혼합상태에서 형상을 부여한 후, 통전과 동시에 가압을 행하는(통전가압소결법)경제적인 방법으로 치밀한 TiAl계 금속간화합물을 제조하고자 하였으며, 제조인자에 따른 치밀화 거동 및 미세조직의 변화를 조사하였다. 실험결과, 통전가압소결시 승온속도가 50℃/min이상으로 빠른 경우 소결이 일어나기 이전에 우선적으로 Al이 융해하여 통전가압소결재는 거시적으로 불균질한 조직을 포함하였다. 이에 반하여, 예비 확산처리를 Al융점 이하에서 행한 경우에는, 통전가압소결시의 승온속도가 빨라도 Al의 융해가 없고 시편전체에 걸쳐 균일하고 건전한 조직을 갖는 시료를 제조할 수 있었다. 또한, 통전가압소결시 유지시간이 길어짐에 따라 기공율은 감소하였다.