기계적 합금화법으로 제조된 초미립 결정립을 갖는 Ni-20Cr-20Fe-5Nb-1Y2O3합금의 산화특성에 관한연구

초록

Ni-20Cr-20Fe-5Nb-1Y2O3 합금은 기계적 합금화법으로 제조되어 미세한 결정립과 분산물이 분포된 IN718합금의 주된 합금원소를 첨가하여 제조된 합금이다. IN718합금은 대표적인 단조형 Ni기 초내열 합금으로 알려져 있으며, 상온강도와 내식 및 내산성이 요구되는 곳에 적용되는 합금이다. 일반적으로 많은 양의 Cr, 미세화 결정립 그리고 분산물이 첨가된 합금의 경우 Cr의 선택적인 산화가 촉진되며 이에 따라 우수한 내산화 특성을 나타낸다고 알려져 있다. 본 연구에서 제조된 합금의 경우 기계적 합금화법으로 제조되었으며 결정립의 성장을 최소화하기 위해 소결시간이 짧게 유지되는 SPS(Spark Plasma Sintering)법으로 제조되었다. 미세한 결정립을 가지며 결정립계를 통한 Cr의 확산속도가 빨라져 견고하고 안정한 산화물인 Cr2O3의 생성을 우선적으로 촉진시키고 이에 따라 추가적인 산화물의 성장은 느리게 될 것으로 사료된다. 또한 분산물의 첨가 역시 분산물의 계면에 의한 산소의 확산속도를 증가시켜 선택적으로 산화물을 촉진시킨다고 알려져 있다. 기계적 합금화법으로 제조된 본 연구에서의 합금은 미세조직의 관찰결과 50~100nm정도의 초미립의 결정립의 크기를 가지며 다량의 Cr의 량을 포함하고 있고 분산물의 고른 분포를 보이고 있어 IN718합금이나 분산물인 Y2O3가 첨가되지 않은 MA재 와 비교했을 때 보다 우수한 산화특성을 보였다.