20wt%NiCr이 크래드된 크롬카바이드 분말과 7wt%NiCr이 기계적으로 혼합된 크롬카바이드 분말을 이용하여 HVOF 용사된 용사층의 특성(미세조직, 결정상, 경도값 그리고 erosion rate)을 비교하였다. 용사상태의 미세조직강의 특성은 크래드분말의 경우에 primary Cr3C2상이 용사층에는 남아 있었으나 혼합분말의 경우에는 primary Cr3C2 상은 용사층에 거의존재하지 않았다. 또한 XRD 분석결과 두 분말 모두 용사과정에서 크롬카바이드의 분해는 일어났으나 분해율은 크래드분말의 경우가 혼합분말보다 낮았다. 용사상태에서 경도값은 혼합분말의 경우가 높았으며 1000˚C까지 열처리 후 혼합분말의 경도값은 1665까지 증가하였으나 크래드분말은 600˚C를 정점으로 감소하는 경향을 보였다.

수소를 연료로 하여 HVOF 용사된 크롬카바이드 용사층의 산화거동을 이해하기 위해 용사분말의 제조방법이 서로 다른 두 종류의 용사용 분말을 (Cr3C2-20wt%NiCr로 구성된 크래드 분말과 Cr3C2-7wt%NiCr로 구성된 혼합분말)이용하여 F/O비를 3.2, 3.0, 2.8 로 변화시켜 용사한 후, 1000˚C 까지 등온 산화실험 후, 산화특성을 고찰하여 크롬카바이드 용사층의 F/O비에 의존하는 산화거동을 비교 검토하였다. 그 결과 NiCr이 20wt% 크래드된 분말로 용사된 용사층과 NiCr이 7wt% 혼합된 분말로 용사된 용사층은 전혀 다른 산화거동을 보였다. 혼합분말의 경우에 1000˚C에서 50시간 등온산화실험 후, F/O=3.2의 조건인 경우에는 산화물이 표면 요철을 따라 비교적 균일하게 성장한 반면 F/O=3.0과 F/O=2.8의 경우에는 용사층 표면이 다공성의 산화물이 형성되었으며, 또한 Ni, Cr으로 이루어진 복합산화물인 oxide cluster로 성장하였다. 반면에 크래드 분말로 용사된 용사층의표면 산화물 층은 다공성을 변화되지 않았다. 이러한 용사분말의 제조방법에 따라 산화거동이 차이를 보이는 것은 용사 중에 발생하는 카바이드분해와 밀접한 관계가 있는 것으로 생각되며 또한 일반적으로 알려진 크롬카바이드 소결체 보다 산화율이 높았다. 이러한 결과로 볼 때, 환원성의 수소의 양에 따른 용사층의산화거동에 대해서도 연구가 필요할 것으로 생각된다.

320˚C, 40%NaOH 용액의 autoclave에서 약 300wppm의 탄소를 함유하고 있는 15Cr-9Fe-balanced Ni 합금 판상시편에 대해 응력부식 저항성을 조사하였다. 부식시편은 700˚C, 100시간 동안의 열처리로 합금내부에 석출될 수 있는 가능한 한 많은 양의 크롬계 탄화물을 석출시킨 후, 다시 재용해에 의해 크롬계 탄화물의 형태를 조절하는 800˚C-950˚C범위의 최종열처리를 시행하고 급냉시킨 다음 U-자형으로 응력을 가하여 준비되었다. 최종열처리 온도가 올라감에 따라 시편들의 입계응력부식균열(IGSCC ) 전파속도는 900˚C까지는 거의 직선적으로 증가하다가 950˚C에서는 700˚C에서 얻은 값보다도 더 낮게 감소하였다. 즉, 크롬계 탄화물이 재용해되어 그 밀도가 감소함에 따라 IGSCC저항성이 감소하다가 완전히 재용해된 950˚C 열처리 조건에서 오히겨 가장 큰 IGSCC 저항성을 나타내었다. 이와같은 최조열처리 온도에 따른 니켈계 합금 600의 부식거동은 입계에 존재하는 크롬계탄화물의 형태변화 때문이 아니라 입계에서 탄소-크롬계 탄화물-크롬간의 상평형에 의해 이루어지는 탄소의 입계편석량이 크롬계탄화물이 존재할 때에는 열처리 온도에 따라 증가하다가 그것이 완전히 재용해 되었을 때 가장 낮아지기 때문인 것으로 생각된다.

다합금계백주철의 성분원소인 Cr, V, Mo 및 W 의 첨가량을 변화시켜 응고조직을 관찰하였다. MC탄화물은 초정 austenite dendrite 내에 괴상 및 구상으로 M7C3탄화물은 intercellular boundary에 꽃형태 또는 bar 형태로, 그리고 M2C 탄화물은 M7C3탄화물과 마찬가지로 intercellular boundary에 침상으로 정출하였다. 기지조직은 주방상태에서 pealite 또는 (pearlite + austenite)의 혼합조직으로 구성되어 있었으며, 또한 EPMA 분석결과 MC탄화물은 V, M7C3 탄화물은 Cr 그리고 M2C탄화물은 Mo 및 W가 주성분으로 되어 있음을 알 수 있었다. 냉각곡선을 측정한 결과 액상에서 MC, M7C3, M2C 순으로 공정반응이 일어나고 있었으며 또한 X-선 회절시험을 통해 각 탄화물의 회절 peak를 관찰하였는바 응고조직의 사진과 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다.

RF magnetron sputtering법으로 Cr을 하지층으로 하여 CoPrCr 자성층을 성막한 후 보호층으로 SiO2를 증착한 Cr/CoPtCr/SiO2 다층박막을 상온에서 제조하여 자기적 성질을 조사하였다. Cr 하지층 두께가 증가함에 따라 보자력이 증가하다가 거의 일정한 값을 얻었으며 최대 보자력값은 860 Oe였다. 보자력의 증가원인은 자성상의 면내 배향화와 자성 결정립간의 자기적인 분리에 의한다고 생각된다. 시편을 각 온도별로 열처리 함으로써 보자력이 크게 증가하였으며, 550˚C에서 1시간 열처리한 박막의 보자력은 1650 Oe였다.

자동차의 엔진밸브 스프링으로 사용되는 Si-Cr 스프링강의 영구 변형 저항성과 내피로성이 우수한 고강도강을 개발하기 위하여 탄소함량을 증대시키고 Mo, V, W와 같은 합금원소를 기존의 SAE 9254 스프링강에 첨가하여 개발강을 제조했다. SEM및 EDX가 부착된 TEM을 이용하여 미세조직을 관찰했고, 크립시험 및 피로시험기를 이용하여 스프림의 영구 변형 저항성 및 스프링의 내피로성을 조사했다. 실험결과, 개발강은 피로 특성치는 기존강과 동등 수준이면서 인장강도가 기존강의 것보다 10%가 더높은 2100MPa 급의 고강도를 나타내었으며 또한 영구 변형 저항성도 현저하게 개선되었는데 이는 W, Mo의 첨가로 인해 템퍼링시에 세멘타이트의 성장이 억제되어서 세멘타이트의 석출물이 미세하게 되었기 때문이다.

영활화혁발전소 보일러헤다 재질인 1Cr0.5Mo강의 파형에 따른 저주기 피로특성을 규명하고자 상온(298K) 및 고온(177K)의 삼각파와 사인파형 저주기 피로시험을 수행하였고 소성에너지법을 이용하여 파형에 따른 소성변형에너지와 피로수명과의 +관계를 분석하였다. 저주기 피로시 재료내부의 소성변형에너지를 히스테리시스루프의 면적으로 계산하여 구하였으며 이를통해 저주기 피로수명을 예측하였고 Coffin-Manson법 및 변형률분할법을 이용한 저주기 피로수명 결과와 서로 잘 일치하였다. 또한 상온 및 고온에서 피로반복수의 증가와 함께 재료가 반봅연화됨을 알 수 있었다.

SiO2를 첨가한 Cr2O3의 전기전도도와 미세구조를 산소분압, 온도, 그리고 SiO2첨가량에 따라 측정하였다. 입자직경은 1μm보다 작다. 순수한 Cr2O3의 전기전도도는 산소분압과 온도가 증가함에 따라 증가하였으며 1100˚C부터 진성 영역이 나타났다. Cr2O3의 전기전도도는 SiO2첨가로 감소하지만, 산소분압에 따른 변화는 SiO2첨가와 무관하다.

SOFC용 L a0.68Ca/ sub 0.32/C r0.97 O3분말은 수산염법에 의해 제조되었고, 이 합성된 분말을 이용한 슬러리의 최적제조조건과 그린 필름의 최적 소성조건을 얻었으며,이 제조 조건에서 소결 시간과 온도에 따라 제조된 연결재료의 결정구조, 미세구조 및 소결거동을 각각X-선 회절, 주사전자현미경 그리고 에너지 분산 분광계를 이용하여 조사하였다. L a0.68C a0.32C r0.97 O3의 저온소결은 Cam (Cr O4)n에 의해 이루어졌음이 관찰되었고, 이때 Cam (Cr O4)n은 불규칙하게 녹아서 L a1-xC axCr O3-δ/와 반응하고 이 현상이 질량 이동을 증가시켜 시편의 급격한 결정립 성장과 조밀화를 야기시켰다. 이러한 결정립 성장과 조밀화는 소결온도 1400˚C부터 일어났다.X>부터 일어났다.

평판형 고체산화물 연료전지용 연결재료로 사용되는 La0.68Ca0.32Cr0.97O3박막의 소결조건을 변화시키며 곡강도, 상대밀도 및 전기전도도를 측정하였다. 그 결과 La0.68Ca0.32Cr0.97O3의 곡강도는 소결온도와 소결시간이 증가할수록 증가하였고, 상대밀도는 1400˚C, 5시간이상 소결한 시편에서 94%이상을 얻었다. La0.68Ca0.32Cr0.97O3의 저온소결은 Cam(CrO4)n에 의해 이루어졌음이 관찰되었다. 또한 La0.68Ca0.32Cr0.97O3의 전기전도도는 1400˚C, 7시간 소결한 시편의 경우 1000˚C에서 약 100/cm이상을 얻었다.

SiO2/CoNiCr/Cr 합금 박막을 RF magnetron sputtering 법으로 Cr의 두께를 변화시키면서 제조하였다. 제조된 박막을 진공 열처리하여 열처리 온도에 따른 포화자화, 보자력, 각형비를 조사하였다. SiO2/CoNiCr/Cr 합금 박막에서 포화자화 값은 Cr 하지층의 두께가 증가함에 따라 감소하고 보자력은Cr 하지층의 두께가 증가함에 따라 증가하였다. 이러한 박막의 포화자화 값은 600 emu/cc, 최대 보자력은 550 Oe를 나타내었다. SiO2/CoNiCr/Cr(1700Å) 합금 박막에서는 열처리 온도가 증가함에 따라 포화자화 값은 급격히 감소하고 보자력은 증가하였다. 열처리 온도가 650˚C에서 포화자화 값은 as-deposited상태보다도 1/10로 감소하였고 보자력은 1600 Oe로 최대값ㅇ르 나타내었다. Cr 하지층의 두께와 열처리 온도의 증가에 따른 포화자화의 감소는 하지층에서 자성층으로 Cr이 확산하므로써 자기 모멘트의 감소에 의한 것으로 판단된다. 또한 보자력의 증가는 박막 면에 수직한 방향으로 급격한 결정 성장에 기인한 것이다.

1.0Cr-1.0Mo-0.25V강 용접부의 크립 파단 시험시 파단 발생 원인에 관한 연구가 시행되었다. 파괴는 Intercritical Heat Affected Zone에서 발생하였으며 파단면에서 구상의조대한 M6C탄화물이 발견되었다. 모재는 molybdenum 주성분의 M2C, vanadium 주성분의 M4C3 및 chromium 주성분의 M23C6와 M7C3 탄화물이 존재하였다. 모의 실험 결과 준안정 상태인 M2C 탄화물은 850˚C, 10oh에서 안정한 M6C탄화물로 변태하였다. M6C 탄화물은 주변의 molybdenum 농도를 떨어뜨려 강도의 저하를 가져오며 크립 기공의 발생 원인을 제공하였다.

In this study, the effect of the transition elements on the microstructure and mechanical properties of rapidly solidified Al-Mg-X alloys was investigated. As a result of the rapid solidification processing, fine equiaxed grains with a mean diameter of 2 m were observed in these alloys. Many fine particles were found to be distributed rather homogeneously throughout the matrix with relatively large particles occasionally at grain boundaries. The ultimate tensile strengths of Al-Mg-X alloys were found to decrease rather remarkably at 150 without the gain of the ductility at 150 , which may result from segregation of () precipitates. Fine dimples were observed on the fracture surfaces for all alloy systems and the variation of the size and shape of dimples was not observed upon alloy systems. The ductility at 530 was found to be ~100%, suggesting that grain boundary sliding did not contribute to ductiliy despite he grain size stabilization. The absence of superplastic behavior may be associated with low boundary misorientation in rapidly solidified Al-Mg-X alloys.

The structure of the scale formed on the surface of Fe - Cr - X alloys exposed to 1143K high sulfidation(Ps2 = 1.11×10-7 atm, Po2 = 3.11×10-20 atm) or sulfidation/oxidation((Ps2= 1.06×10-7 atm, (Po2 = 3.11×10-18 atm) environment has been observed and analysed using XRD, SEM/EDS. To investigate the possibility of protective film formed on the surface of the alloys, Aluminium, Nickel were selected as alloying elements. Thermodynamic phase stability diagram was used to predict the reaction path of scale formed on Fe - Cr - X alloys. Parabolic rate constant(Kp) value with 6wt% Al in Fe - 25Cr alloy decreased significantly compared with the Fe - 25Cr alloy without 6wt% Al. Since thin layer of defect free sulfide film, (Al, Cr)Sx, was formed at the alloy/scale interface. Fe - rich sulfide scale at outer layer and Cr - rich sulfide scale containing porosity at inner layer of Fe - 25Cr alloy have been observed. The reaction path for these scales could be predicted by the thermodynamic stability diagram.

질소가스 분위기 중에서 Cu30V70 및 Fe30Cr70 혼합분말을 기계적 합금화 (MA)처리한 결과, 두 합금계에서 비정질화가 관찰되었다. 결정질에서 비정질상으로의 구조변화 과정을 Xtjs 회절 및 중성자 회절법에 의해 관찰되었다. 결정질에서 비정질상으로의 구조변화 과정을 X선 회절 및 중성자 회절법에 의해 관찰하였다. 그 결과, 이 합금계에서의 비정질화는 각 결정구조에서 전형적으로 존재하는 8면체 unit가 선택적으로 붕괴되어 4면체 unit로 변화되어 가는 과정임을 알 수 있었다. 또한, 중성자회절 결과로부터 질소원자는 금속원자로 이루어진 4면체의 중심에 위치하고 있음을 알 수 있었다.

Ti-48AI(at.%) 모재위에 RF magnetron sputtering을 이용하여 AI-21Ti-23Cr(at.%) 조성의 박막을 코팅하였다. RF power 200W, 증착압력 0.8Pa, 증착온도 573k에서 증착된 시편의 가장 우수한 고온재산화성을 나타내었다. 573K에서 증착된 AI-21Ti-23Cr 코팅층은 증착시에는 비정질을 형성하나 산화시험동안 결정화가 진행되며, 표면에는 치밀한 Al2O3층이 형성되었다. 573K에서 코팅된 시편에 대하여 1073K, 1173K 및 1273K에서 100시간동안 등온산화시험을 실시하였다. 무게증량곡선은 모든 온도에서 parabolic law를 따르는 안정된 산화거동을 보였으며 이와같은 산화특성은 표면에 치밀한 Al2O3층이 형성되었기 때문인 것으로 판단된다. 1273K에서 산화시험 후 코팅층의 기지는 고온산화에 따른 AI원자의 소모와 모재로부터의 Ti원자의 확산에 의해 TiAICr상을 형성하였으며, 무게증량은 낮은 온도에 비해 다소 크게 증가하는 경향을 나타내었다.