6종류의 조성을 가진 TiAl계 합금, 즉 Ti-(42, 44)Al-2Nb-4V, Ti-(42, 44)Al-4Nb-2V 및 Ti-(42, 44)Al-4Nb-2Cr을 아크용해법으로 제조한 후, 이들의 산화성질을 조사하였다. 700, 800 및 900˚C의 대기 중, 50시간동안의 등온 및 반복 산화실험으로부터, 산화저항은 Ti-(42, 44)Al-2Nb-4V, Ti-(42, 44)Al-4Nb-2V 및 Ti-(42, 44)Al-4Nb-2Cr의 순으로 증가함을 알 수 있었다. 내산화성에서 V은 해로운 원소이고 Cr은 유익한 원소이었다. 산화 중 모든 모재 구성원서는 외부확산하였고 분위기중으로 부터의 산소는 내부확산하는 상호확산이 관찰되었으며, 생성되는 산화물은 최외각 TiO2층, 상부 (TiO2+Al2O3) 혼합층 및 하부 TiO2-잉여층으로 이루어진 3층 산화물구조로 구성되어 있었다.

본 연구에서는 Al-기지 복합재료의 새로운 개념과 in-situ 공정의 가능성을 Al-Ti계의 연구결과들을 토대로 제시하고자 하였다. 가스아토마이제이션법에의해 Al3Ti가 미세한 편상형상을 갖도록 Al-10%Ti 조성의 합금분말을 제조하고, 고온 압출 공정을통하여 25V/o Al3Ti/Al 복합재를 제조하였다. 복합재의 미세구조를 광학현미경, SEM, TEM 등을 이용하여 조사하였고, 상온과 고온에서의 기계적 특성을 인장시험을 통하여 측정하였다. 제조된 복합재료의 미세구조 및 고온 기계적 성질을 상용되고 있는 SiCw/2124 복합재료와 유사한 거동을 보여준다. 제조된 Al3Ti/Al 복합재료의 장점과 단점이 물성향상의 가능성과 더불어 제시되었다.

본 연구에서는 Al-10wt%Ti-4wt%Fe 복합재료를 in-situ공정으로 제조할 수 있는 가능성 및 2 원계 Al-10wt%Ti 복합재료의 낮은 기계적 성질(탄성계수, 상온 고온강도, 내마모특성 등)을 PM SiC/2124 복합재료 수준 흑은 그 이상으로 향상시킬 수 있는 가능성을 조사하였다. 제조된 Al-10wt%Ti-4wt%Fe 합금은 불연속 SiC 강화상으로 보강된 Al-기지 복합재료(SiCw/2124)와 유사한 미세구조를 보여주었으며, 탄성계수 및 인장강도, 내마모성질 등의 기계적 특성이 2원계 Al-10%Ti 합금각 비교해 현저하게 향상되었음이 관찰되었다. 위의 결과는 초정 Al3Ti상 외에도 Fe 원소의 첨가를 통한 추가적인 AlxFe의 분산강화 효과에 기인한 것으로 해석된다.

The elevated temperature compressive tests were carried out in order to investigate the deformation behavior and microstructural characteristics of Al-8%Ti, Al-12%Ti and Al-16%Ti (wt%) alloys, which were mechanically alloyed and consolidated by vacuum hot pressing, A13Ti intermetallic phases were formed with sizes of few hundred nanometers in the mechanically alloyed Al-Ti alloys. The compressive strength of mechanically alloyed AA-Ti alloys increased with decroasing the temperature and with increasing the strain rate. The strain rate sensitivities of Al-8%Ti, Al-12%Ti and Al-16%Ti alloys were measured 0.02,0.03, and 0.14, respectively, at 35.

기계적합금화 한 AI-Ti합금의 상온 및 고온 인장강도는 25at.% Ti을 Ce으로 치환함에 따라 증가하였다. 그러나 25at.% 이상의 Ce첨가는 합금의 인장강도를 감소시켰다. 이는 Ce이 적은 고용도 효과에 의해 금속간화합물의 초대화를 억제하여 합금의 강도를 증가시키지만 다량 첨가시에는 Ti에 비해 무거운 원자량으로 인해 분산상의 부피분율을 감소시켜 합금의 강도가 오히려 저하시킨 것으로 생각된다. Ce의 첨가는 400˚C와 510˚C에서 합금의 열저안정성을 향상시키는 것으로 나타났다. 300-510˚C 온도범위에서 측정된 AI-8wt.%(Ti+Ce)합금의 변형에 필요한 활성화에너지는 AI의 자기확산에 필요한 에너지 (142kJ/mode)의 1.3-1.9배로 나타났다. 이로부터 AI-Ti-Ce 합금의 고온 변형은 Orowan기구에 의한 것을 생각된다.

Ai-8wt.5(Ti+Zr)합금을 기계적합금화와 열간압출로 제조하여 Ti에 대한 Zr 첨가비와 등온열처리가 고온인장강도 및 변형거동에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. Ti에 대한 Zr 첨가량의 비가 증가함에 따라 열간압출 시편의 상온 및 고온강도가 증가하였고, 400˚C 및 510˚C에서 등온열처리에 따른 강도의 감소도 작게 나타났다. 이는 Zr 첨가량이 증가함에 따라 AI 기지와 AI3Ti에 비해 작은 격자간불일치도를 갖는 AI3(Ti+Zr)금속간화합물이 생성되고 고온열처리에 따른 조대화가 억제되었기 때문으로 판단되었다. 합금의 연성은 Zr 첨가량과 등온열처리에 관계없이 10% 이하로 낮게 나타났으며 인장 시험 온도가 고온일수록 취성파괴인 입계파괴가 지배적으로 일어났다. AI-Ti-Zr 합금의 변형에 필요한 활성화에너지는 순수한 AI 기지의 자기확산에 필요한 활성화에너지 142KJ/mol에 비해 573-783K 온도범위에서 1.5-1.8배 높은 값을 보였으며, Ti에 대한 Zr의 첨가량의 비가 증가할수록 보다 높은 값을 나타내었다.

The theoretical optimum quaternary composition for improving the thermal stability of Al-Ti alloy was recently proposed. On the basis of the suggestion, quaternary Al-Ti-V-Zr alloy powders corresponding to the optimum compositions, one of which belongs to the region of the smallest lattice misfit between the matrix and the precipitates and the other belongs to the region of the smallest rate constant of coarsening, were prepared by mechanical alloying and the powders were vacuum-hot-pressed at under the pressure of 800 MPa. The thermal stability of the specimens was evaluated by hardness testing after isothermal aging up to 400 hrs at various temperatures. The decrease of hardness of Al-Ti-V-Zr alloys was smaller than that of Al-Ti alloys. It was considered to be due to the formation of type and type quaternary precipitates having smaller lattice misfit than and the increase of volume fraction of All0v during the isothermal aging. The quaternary Al-Ti-V-Zr alloys corresponding to the smallest lattice misfit showed the most improved thermal stablilty and it was mainly considered to be due to the formation of All0v.

As Al-Li based alloys are to find widespread use in aerospace and other structural applications in which their low-density high specific stiffness properties be exploited, their mechanical properties must adequately match those of the which they intended to replace. In order to develop these purposed, the precipitation behaviors of the rapidly solidified Al-Li-Ti alloys aged at various temperature were investigated. δ' phase precipitated homogeneously in the matrix during not only melt quenching but also aging at the aging temperature of 160℃ and 210℃. The addition of the Ti in Al-Li alloy promoted the formation of δ' phase. The addition of Ti on the δ' solvus line had a little effect over the thermodynamics δ' solvus line. The reason for these behavior was that the δ' phase was suppressed to precipitate as much as supercooling by melt quenching. The discontinuous precipitation reaction occurred by the preferential growth of δ' phase due to the migration of grain boundary provided the driving force dependent of solute concentration fluctuations.

Alloying behavior of nanocrystalline Al-Ti-(Si) composite powders via mechanical alloying (MA) has been investigated, and the effect of Si on the microstructural changes during MA was discussed. The microstructures of both MA powders and extruded compacts were examined. In Al-Ti system, the solid solutionized nanocrystalline powders could be obtained by MA. On the contrary, fine Si particles were embedded as an elemental state in the matrix of Al-Ti-Si system because of the brittleness and the negligible solid solubility of Si in Al. After hot extrusion, phase was finely precipitated in Al-10fSTi alloy, and Si particles were dissolved to form phase in Al-10%Ti-2%Si alloy.

In this study, an attempt was made to fabricate TiAl as well as its in situ composite via combustion synthesis. The processing variable of the combustion synthesis which include aluminum content and the heating rate were found to affect the combustion temperature. The combustion temperature measured, however, was lower than the melting temperature of TiAl and the reaction product were found to include incomplet reaction products. Carbon was added in order to increase the combustion temperature as well as to form in situ reinforcements. The reaction products showed homogeneous microstructures with carbide phases formed within indicating that the addition of carbon increased the combustion temperature above the melting temperature of TiAl.

Rapidly solidified and mechanically alloyed Al-Ti base alloys were prepared by gas atomization and attritor milling separately. The gas atomized and the mechanically alloyed powders were consolidated after preheating at , and then heat treated isochronally for 1 hour to observe the microstructures and to investigate the mechanical properties. Stable phases of precipitates in the Al-Ti-Si and the Al-Ti-Zr alloys were identified as DO22- and each. Among the alloys, the mechanically alloyed Al-l0Ti-2Si alloy showed superior thermal stability and mechanical properties at elevated temperature. The additions of third elements, such as Si and Zr, to Al-Ti alloys seemed to improve the mechnical properties remarkably by stabilizing the microstructure and the precipitate phases in the consolidated alloys.