Ti-50Ni(at%) and Ti-40Ni-10Cu(at%) alloy powders have been fabricated by ball milling method, and their microstructure and phase transformation behavior were investigated by means of scanning electron microscopy/energy dispersive spectrometry, differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffractions and transmission electron microscopy. In order to investigate the effect of ball milling conditions on transformation behavior, ball milling speed and time were varied. Ti-50Ni alloy powders fabricated with the milling speed more than 250 rpm were amorphous, while those done with the milling speed of 100rpm were crystalline. In contrast to Ti-50Ni alloy powders, Ti-40Ni-10Cu alloy powders were crystalline, irrespective of ball milling conditions. DSC peaks corresponding to martensitic transformation were almost discernable in alloy powders fabricated with the milling speed more than 250 rpm, while those were seen clearly in alloy powders fabricated with the milling speed of 100 rpm. This was attributed to the fact that a strain energy introduced during ball milling suppressed martensitic transformation.

다발체형성 제조기술을 이용하여 심하게 인발가공된 Cu-Nb 미세복합재료 전선의 전기적 특성과 열처리에 따른 미세조직 변화와의 관계에 대하여 연구하였다. 다발체형성과 인발공정에 의해 제조된 전선에서 Nb필라멘트 단면방향의 형태는 직선이거나 약간 굽은 형태로 나타났다 Nb필라멘트 형태의 차이는 고온에서의 다발체형성 제조공정중의 Nb필라멘트의 파손과 실린더화에 의해 발생하였다. Cu-Nb 미세복합재료의 비저항은 Cu-Nb 계면에서의 전자 산란에 의해 주로 결정된다. 400˚C의 어닐링온도 이하에서 전도도의 감소는 침상형태 석출물의 정합변형율과 관계된 산란의 기여가 증가하기 때문이다. 비저항의 비 (ρ295K/ρ75K)의 약간의 감소는 또한 Nb원자의 석출 때문이다. 500˚C의 어닐링온도에서 Cu-Nb 미세복합재료의 전도도 중가는 Nb필라멘트의 조대화와 구형화때문이다

Ni기 초내열합금 GTD 111의 미세조직의 변화와 크리프 파단특성에 대해 연구하였다. 조직관찰을 통해 본 합금의 응고거동과 주조 후 응고과정에서 석출거동을 분석하였다. MC탄화물의 생성위치가 γ/γ' 상 보다 수지상 중심에서 가까운 것으로 MC탄화물이 γ/γ'공정상보다 먼저 응고된 것을 확인할 수 있었다. η상은 Ti가 많은 γ'상에서 변태되어 형성되었으며, γ/γ'공정상에서 η상으로의 변태에 따라 η상 근처에 PFZ가 형성되고 PFZ 내부에 TaC가 석출됨을 확인하였다. 871˚C이상의 온도에서 크리프 파단은 결정입계를 따라 진행되는 것이 명확하였으며, 표면에서 형성된 균열과 내부에서 생성된 균열이 전파, 조합되어 최종파단을 초래하였다. 결정입계 균열의 생성은 최종응시 형성된 미세공동과 밀접한 관계가 있는 것으로 분석되었으며, η상과 PFZ는 균열 생성에 큰 영향을 주지 않았다.

본 연구에서는 부분산화한 Ti 분말을 첨가한 BaTiO3계 세라믹스를 진공중 1350˚C에서 1 h 소결하여 제조하였다. 공기중 가열후 전기적 성질과 미세조직에 미치는 부분산화한 Ti분말 첨가량의 효과를 조사하였다. 그 결과, 5~7vol%의 부분산화한 Ti분말을 첨가한 반도성 BaTiO3계 세라믹스는 비정항의 변화크기가 105이상인 우수한 PTCR 특성을 나타내었고 또한, 고다공질과 미립화된 조직을 얻을 수 있었다. 5 vol%의 부분산화한 Ti 분말을 첨가한 BaTiO3계 세라믹스의 상대밀도와 입도는 각각 54%, 1.3 μm였다. 부분산화한 Ti 분말의 첨가에 의한 BaTiO3계 세라믹스의 PTCR 특성 발현은 입계에서의 산소 흡착에 기인하였는데, 이는 Heywang모델로써 설명할 수 있었다.

Zr 합금의 재결정 거동 및 미세조직 변화에 미치는 열처리 온도 및 시간의 영향의 조사하기위하여 순수 Zr과 Zircaloy-4, Zr-0.88n-0.4Nb-0.4Fe-0.2Cu, Zr-1Nb 합금을 냉간가공한 후 400˚C~900˚C에서 각각 30분~5000분 동안 열처리하였다. 열처리 온도에 따른 Zr합금의 경도, 미세조직 및 석출물 특성을 미소경도기, 광학 현미경 및 투과 전자 현미경을 이용하여 조사하였다. 냉간 가공채는 400˚C에서 600˚C 범위에서 재결정이 일어났는 데 합금원소가 증가함에 따라 재결정온도가 상승했고 결정립 성장이 억제되었다. 그리고 합금원소 증가에 따른 경도증가 영향이 재결정 이후에도 지속되었다. 열처리 온도 및 시간에 비례하여 재결정 이후 결정립 크기는 증가한 반면 경도변화는 상대적으로 미미하였다. Fe나 Cu가 Zr에 첨가될 경우 회복중 경도증가가 수반되는데, 이는 회복중 생성과 관련이 있는 것으로 사료된다.

A process has been successfully used to manufacture 6061/Graphite composite material and the Graphite particles are distributed uniformly within the Al alloy matrix. The 6061 powders was mixed with natural Graphite particles in a ball milling blender and cold compacted specimens were extruded into rods 15mm in diameter at 450. The results showed that tensile properties of the composites with Graphite content have been reduced. The emergence of fine microstructures appeared to be related to the graphite volume. Heat-treated composites were found to possess good mechanical properties as compared with those of non heated composites. A model was used that the tensile strength of the composites would be estimated from the theoretical calculation and experimental data.

Cu-20wt.%W 복합재료를 800˚C에서 1000˚C의 소결온도에서 15MPa과 30MPa의 소결압력으로 30분과 60분 동안 유지하여 진공가압소결하였다. 진공가압소결로 제조한 결과 일반적인 소결공정에 비해 높은 밀도와 경도값의 상승 및 내마모성이 향상되었다. 그런데, 15MPa의 소결압력에서 Cu-W의 미세조직은 W이 부분적으로 불균일하게 군집한 것을 관찰할 수 있다. 이러한 결과는 구리와 텅스텐간의 상호 불고용성과 소결시 소결압력의 차이의 의한 효과라 생각된다.

Effects of the microstrucrure of rapidy solidified Al-Pb-Cu-Mg alloys on the wear investigated. In order to overcome the miscility gap between Al and pb under equilibrium conditions, both in the solid and the liquid states, the alloy were rapidy solidifies to produce them in a segregation-free condition. Although the Pb particles showed relatively fine dispersion in the Al matrix in all the alloys by this process. the Al-16Pb alloy was found to have the most favorable microstructure with discretre with discrete Pb particles of abount 0.5 m in size. With the addition of Cu and Cu-Mg to Al-16Pb, cellular structures were newly formed; not seen in the binary Al-Pb alloy. Wear properties of the Al-Pb binary alloys measured as a function of the sliding speen, sliding distance, and applied load showed that the Al-16Pb alloy has the best wear resistance, as expected from the fine microstructural features in this alloy. The were resistance of the alloy containing Cu-and Cu-Mg was higher than that of the Al-16Pvb alloy, due to matrix strengthening by precipitation hardeing. The wear mechanism was identified by examining the traces and wear debris.

가스터빈 블레이드 재료로 사용되는 IN738LC 니켈기 초합금 주조재에 대하여 고온등압압축(HIP) 공정에 의한 미세조직 변화와 고온 피로수명에 미치는 영향을 조사하였다. 세부적으로 HIP 처리에 따른 주조결함 제거와 피로변형 열화재의 물성재생효과 확인에 중점을 두었으며, 이를 위하여 회전굽힘 피로시험을 실시하고 변형전후의 미세조직을 광학 및 주사전자현미경으로 관찰하였다. HIP 처리 전후의 미세조직과 피로수명을 비교, 평가한 결과, 주조재와 열처리재의 피로수명 차는 크지 않았으나 HIP 처리재의 피로수명은 이들과 비교하여 평균 60배 이상 증가한 것으로 나타났다. 또한 인위적으로 고온 피로변형을 가한 열화재를 대상으로 반복 HIP 처리한 결과, 열화 변형조직이 신재 상태로 거의 완전히 재생될 뿐만 아니라, 재료내에 미세하게 잔존하던 주조결함까지 부가적으로 제거됨에 따라 반복 HIP 처리에 의한 피로수명 연장 효과가 크게 나타났다.

액체금속로 전열관재료용 개량 9Cr-1Mo강의 특성에 미치는 텅스텐의 영향을 고찰하기 위하여 개량 9Cr-1Mo강에 텅스텐을 2wt.% 첨가하여 템퍼링 온도에 따른 기계적 특성 및 미세조직의 변화를 조사하였다. 미세조직을 관찰한 결과 템퍼링시 전위회복에 의해 형성되는 셀 구조가 나타나는 템퍼링 온도는 개량 9Cr-1Mo강의 경우 700˚C인 반면, 텅스텐을 첨가한 9Cr-0.5Mo-2W강의 경우는 750˚C이었으며, 이 결과로부터 텅스텐 첨가는 전위회복을 지연하였음을 알 수 있다. 텅스텐을 첨가하여도 템퍼링 온도에 따라 생성되는 석출물의 종류는 차이가 없었으나, 텅스텐을 첨가한 강에 있는 석출물에는 텅스텐이 포함되어 있었다. 텅스텐의 첨가로 경도값, 고온 인장강도 그리고 항복강도가 증가하였다. 이것은 텅스텐 첨가로 인한 미세구조의 안정화에 기인하는 것으로 보인다. 충격시험에서는 항복강도가 낮은 개량 9Cr-1Mo강이 더 우수한 충격파괴특성을 가졌다.

FeAl 기지 복합재료는 hot-pressing에 의해서 성공적으로 제조할 수 있다. 이러한 FeAl 합금의 기계적 특성에 대한 연구는 많이 진행되었으나 플라즈마 질화에 의한 표면 경화특성에 관한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 hot-pressing으로 제조된 소결 복합재료의 미세구조와 플라즈마 질화처리시 표면경화의 관계를 분석하였다. FeAl을 기지로 하는 합금은 플라즈마 질화처리에 의해서 표면경도가 상승하는 경향을 보였고, 이러한 경향은 질화처리 시간이 증가할수록 더욱 뚜렷하였다(hv 100gf, 확산층 : 1100~1450kg/mm2, matrix : 330~360kg/mm2). FeAl 합금으로 플라즈마 질화처리에 의해서 매우 우수한 표면경화특성을 얻을 수 있었다. 확산층은 플라즈마 질화처리시간이 증가할수록 두꺼워졌으며, SiC(sub)p의 함유량이 증가함에 따라 확산층은 감소하였다.

ZrNbFeCu-xSn 합금을 진공 아크 용해법으로 제조하여 360˚C의 물, 400˚C의 수증기 및 360˚C의 70ppm LiOH 분위기에서 부식실험을 실시하였으며, 시편의 미세구조는 광학현미경, SEM 및 TEM으로 관찰하였다. 360˚C에서 210일까지 부식 실험한 결과 대부분의 합금이 천이 전 영역에서의 부식거동을 보였다. 400˚C 경우, 초기에는 360˚C에서의 부식거동과 비슷한 경향을 보였으나 80일 이후부터는 천이현상이 발생하여 부식속도가 급격히 증가하는 경향을 나타내었는데, Sn량이 많을수록 보다 빠른 시간에 천이현상이 발생했다. LiOH 용액에서는 전반적으로 400˚C에서 보다 더 늦은 시간에 천이현상이 발생했다. 석출물은 Zr(Fe,Cu)2나Zr(Fe,Cu)3로 추정되는 성분을 가지지만, Sn의 증가에 따라 석출물의 조성이나 크기는 거의 변화가 없는 것으로 관찰되었다.

Sn-3.5g 무연합금을 Cu 및 Alloy42 리드프레임에 납땜접합 (solder joint)하고 미세조직, 젖음성, 전단강도, 시효 효과를 측정하여 비교하였다. Cu의 경우, 땜납의 Sn기지상안에 Ag(sub)3Sn과 Cu(sub)6Sn(sub)5상이, 그리고 땜납/리드프레임의 경계면에는 1~2μm 두께의 Cu(sub)6Sn(sub)5 상이 형성되었다. Alloy42의 경우, 기지상내에 낮은 밀도의 Ag3Sn상만이, 그리고 계면에는 0.5~1.5μm 두께의 FeSn2이 형성되었다. 한편, Cu에 비해 Alloy42 리드프레임에서 퍼짐면적은 크고 접촉각은 작아 더 우수한 젖음성을 나타내었으나, 전단강도는 35%, 연산율은 75%로 낮았다. 180˚C에서 1주일간 시효처리 후, Cu 리드프레임에는 계면 η-Cu6Sn5 층외에 ξ-Cu3Sn층이 성장하였고, Alloy42 리드프레임에는 기지상내에 Ag3Sn이 구형으로 조대하게 성장하였고, 계면에는FeSn2층만이 약 1.5μm로 성장하였다.

In this study, the characteristics of gas atomized Mg-3wt%Al-1wt%Zn-1wt%MM alloy powders under vacuum condition were investigated. In spite of the low fluidity and easy oxidation of the molten magnesium, the spherical powders could be successfully produced by using a modified three pieces nozzle attached to the gas atomization unit. It was found that most of the solidified powders less than 50m in diameter were single crystal and the solidified structure showed a typical dendritic morphology due to supercooling prior to nucleation. The secondary dendrite arm spacing decreased as the size of powders decreased. The Mg-Al-Ce intermetallic compounds with chemically stable phase were found in the interdendritic regions of -Mg. It is considered that formation of the chemically stable phase may possibly affect to improve the corrosion resistance. Therefore, it is expected that the materials formed of these Mg-Al-Zn-MM alloy powders shows better mechanical properties and corrosion resistance due to the structural refinement.

The effect of β-heat treatment on th microstructure, mechanical properties and texture in the nuclear fuel cladding of Zircaloy-4 tubes was chosen at 1000, 1100 and 1200˚C, and the tubes were heat-treated by a high frequency vacuum induction furnace. Morphology of the second phase particles and α-grain of as-received tubes were markedly changed by heat treatment. The average sizes of second phase particles of as-received and β-heat treated tubes were 0.1μm and 0.076μm, respectively. However, the average sizes of second phase particles were not much changed in the β-heated temperatures. With increasing heat treatment temperatures, the 0.2% yield strength and the hoop strength were decreased because of changes in preferred orientation as will as α-plate width. Heat treated Zircaloy-4 tubes exhibited texture changes but the preferred orientation of grains still remained.