Al-Cu-Mn 주조합금의 피로성질에 미치는 Cd 첨가의 영향을 저주기 및 고주기 피로시험을 통하여 조사하였다. Cd 첨가량이 증가함에 따라 피로수명이 증가하였으며, 인장강도도 증가하였다. 고주기 피로시험결과 피로강도는 115MPa이었으며 피로비는 0.31이었다. 피로시험 결과 균열이 표면에서 발생하여 입계를 따라 전파되었는데 이러한 입계파괴는 입계를 따라 존재하는 무석출대의 영향으로 생각된다. 인장강도값은 Cd이 첨가되지 않았을 경우 330MPa이었으나 0.15%의 Cd이 첨가됨으로써 401MPa 까지 증가되었다.

Al-Cu-Mn 주조합금의 응력부식균열 저항성에 미치는 Cd첨가의 영향을 C-ring test와 전기전도도 시험을 통하여 조사하였다. Cd첨가량이 증가함에 따라 전기전도도가 증가하였고 SCC 저항성도 증가하였다. SCC 시험결과 균열이 입계를 따라 전파되는 입계파괴가 일어났으며, 파면은 취성파괴양상을 나타내었고, 입계를 따라 조대 석출물과 무석출대가 나타난 것으로 보아서 이 합금의 SCC 기구는 anodic dissolution model이라고 판단된다. Cd을 첨가하지 않은 경우 최대경도값은 127Hv였으나, Cd을 첨가한 경우 최대경도값은 138∼146Hv로 증가하였다.

주소용 718합금의 고온 인장 성질에 미치는 석축물의 영향을 상추출법과 미세조직관찰을 통해 고찰되었다. 고온 인장시험에서 760˚C까지는 인장강도와 연신율이 동시에 감소하였고, 그보다 높은 온도에서는 인장강도는 급격히 감소하고 연신율은 증가하였다. 고온 인장시험에의한 응력의 영향으로 인하여 γ',γ"석출물의 양은 760˚C에서 최대의 값을 나타내었다. 미세한 γ',γ"상의 석출이 최대로 일어나는 온도에서 석출물에의한 유동응력의 증가로 인해 항복강도의 저하폭이 작았으며, 연신율은 가장 낮은값을 나타내었다. 760˚C보다 높은 온도에서는 전체적인 석출물의 양도 감소하였고, 특히 강화석출상의 양이 적어 연화현상이 급격히 나타났다. 급격히 나타났다.

분무주조법으로 제조된 Al-25Si-(Fe,V) 합금빌렛의 미세조직을 광학현미경, 주사전자현미경, 투과전자현미경으로 분석하였으며, 빌렛내에서 관찰되는 2차상의 형성거동을 정확히 분석하기 위해 over-sprayed 분말의 미세조직을 분무주조 빌렛과 함께 관찰하였다. 먼저 분무주조 빌렛을 표면으로부터 중심부까지 관찰한 결과, 분무주조 빌렛의 미세조직은 표면부 10mm 가량을 제외하고는 매우 균일한 미세조직을 보여주었다. 이에 본 연구에서는 분무주조 빌렛의

With the emergence of the 3D CAD, it is possible to create a physical part directly from a digital model by accumulating layers of a given material. The technology is being widely used for checking designs, to create master models for rapid tooling, and for reverse engineering. However, in general, a model created by rapid prototyping technology is made of soft material that cannot be used as mass prouduction hard tool. Newly developed powder casting is suitable for rapid-manufacturing metallic tools. Powder casting can serve as a promising rapid tooling method because of high density characteristics and low dimensional shrinkage below 0.1% during sintering and infiltration. Through this process, we have realized significant time and cost savings eliminating the expense of conventional prototype tooling process.

본 연구에서는 반응고 Al합금을 얻기 위해서 3상 2극의 전자교반장치를 이용하였으며, 주입온도와 주입전압을 변화시켜 Al합금의 초정입자크기, aspect ratio, 표준편차, 경도 및 공정 Si 입자의 크기 및 형상 변화를 조사하였다. 같은 주입온도에서는 주입전압이 증가함에 따라 aspect ratio, 표준편차 및 초정입자의 크기는 감소되었다. 전자교반식 수평연속주조방법에 의한 Al 합금의 최적제조 조건은 주입전압 220V, 주입온도 680˚C이었으며, 이 조건에서 초정입자의 크기는 54μm이었고, aspect ratio는 1.56이었으며 그 표준편차는 0.4이었다. 그리고 공정 Si의 크기는 0.5μm이었으며 제조된 Al합금의 경도는 72.1 Hv를 나타내었다. 본 연구를 위해 제작된 3상 2극 전자교반장치에 의해서 매우 낮은 aspect ratio 및 표준편자를 갖는 반응고 A356 Al합금을 제조할 수 있었다.

니켈기 주조용 합금 738LC를 816˚C와 982˚C에서 크리프 파단 시험과 열간 노출시험을 통해 온도와 응력 변화에 따른 파단양상, 탄화물과 σ상의 석출 거동에 대해 조사하였다. 816˚C/440MPa에서는 크리프 파단양상이 전단변형에 의한 입내파괴를 나타내었으나, 982˚C/152MPa에서는 표면과 접하는 결정입계에서 입계산화에 의해 표면에너지의 감소로 균열이 나타나 진행되는 입계파괴가 나타났다. M(sub)23C(sub)6 탄화물이 816˚C에서는 주로 결정입계에서와 전단변형에 의한 입내균열을 따라 석출하였으나, 982˚C에서는 결정입계 뿐만 아니라 입내에서는 석출하였으며 석출양은 증가하였다. σ상은 Cr(sub)23C(sub)6 탄화물에서 핵생성 후 기지로 성장하며, 온도가 높고 응력이 주어지면 Cr(sub)23C(sub)6 탄화물의 양이 증가하여 σ상의 석출도 많아졌다.

알루미노실리케이트 계 졸이 지르콘 쉘 몰드의 뮬라이트 층 생성에 미치는 영향을 고찰하였다. 알루미노실리케이트 졸은 콜로이달 실리카와 수용성 질산알루미늄을 혼합하여 제조하였으며 50˚C에서 48시간 조건에서 겔화 하였다. 이러한 겔은 깁사이트 및 알루미노실리케이트 복합 겔로 구성되어 있었으며, Si 이온과 결합하는 모든 Al 이온의 배위수가 4임을 확인하였다. 뮬라이트 상은 1300˚C 이상에서 소결하였을 때 관찰되었으며 뮬라이트의 XRD 피크는 소결 온도와 질산알루미늄의 농도가 증가할수록 노실리케이트 졸 슬러리를 2차 층에 코팅하였다. 그 결과 1차 및 3차 층의 분리가 일어났으며, 이는 소결시 졸의 1차 및 3차 층으로 침윤 발생과 잔류 실리카와 뮬라이트 간의 열팽창계수 차이에 기인한 것으로 판단된다.

제1세대 니켈계 단결정 초합금인 CMSX 6를 사용하여 셀렉타법으로 진공 정밀주조하여 단결정을 제작하였다. 주형온도 약 1500˚C, 주입온도 약 1630˚C와 용탕 주입 직후 주형을 2.5mm/분 속도로 하강시켜 단결정을 성장시켰다. 단결정 주조조직에서 기지와 공정조직은 γ' 석출물(Ni3(Al, Ti)) 모양과 크기에 따라 각각 모두 두영역으로 구분되었으며, 공정조직의 Ti함랗은 기지보다 높았다. 즉, EPMA 및 CBED 분석 등으로 γ' 석출물을 분석한 결과, 기지내의 γ'은 크기가 0.5~0.7μm 이하이며 화학조성상 Ni3Al에 가까웠으며 격자구조도 Ll2를 나타내었다. 반면에 공정조직에 가까울수록 γ' 크기는 1.0μm보다 컸으며, 모양도 판상형의 거대한 모양으로 바뀌었다. 화학조성 또한 Ni3Ti에 가까웠으며 격자구조도 D O24를 나타내었으므로 수지상과 공정조직의 γ' 석출물은 화학조성 및 격자구조가 상이함을 알 수 있었다.

초합금의 진공정밀주조시에 진공하에서 용해한 합금을 1000~1700˚C로 가열한 세라믹 주형에 주입하고 난 후, 용탕이 장시간 주형안에 노출됨으로써, 주형의 고온강도가 높아야 하므로 고품위의 주형재를 사용하여 왔으나, 저품위의 값싼 소재를 사용하여 고품위의 주형과 동등한 효과를 갖게 하고자 주형내의 Silica 함량을 조절하였다. 그 결과 SiO2 첨가량이 7.7wt.%일 때, 다른 시험편에 비해 소성강도와 고온강도가 10-55%가량 증가 하였다. 따라서 일반적으로 정밀주조 주형으로 사용하는 용융알루미나와 colloidal silica의 혼합비를 제어하여 단결절 주조용 주형을 개발하였다.

Ni기 초합금인 B1914로 다결정, 방향성 및 단결정을 제조하여, 상온과 고온에서 이들 결정종류에 따른 변형을 관찰하였다. 이들 결정을 제작하기 위하여 진공 주조로에서 냉각속도와 온도구배를 제어하였으며, 제작된 봉상 시편들은 2단계의 진공열처리를 하고 아르곤가스로 급냉하였다. 동일한 모합금인 B1914로 제조된 결정들은 결정종류에 따라서 뚜렷한 변형(stress-strain)을 나타내었다. 즉, 항복강도와 인장강도는 다결정, 방향성 및 단결정 순으로 뚜렷이 증가하였다. 또한 600˚C에서 모든 결정들은 γ'의 강화효과로 인해서 가장 높은 741-816MPa의 항복강도를 나타내었으며, 인장강도는 1005-1139MPa이었다.

본 연구에서는 주조 2상 스테인리스강의열시효에 대한 시효온도, 시효시간 및 Nb함유량의 영향을 관찰하기 위해 기계적 성질 및 조직을 조사하였으며 Nb을 함유한 주조 2상 스테인리스강의 파괴기구를 규명하기 위해 SEM에 의한 파단면 관찰과 WDS성분분석을 통해 파괴기구의 특성을 고찰하였다. 시효온도와 시효시간이 증가함에 따라 페라니트으 미소경도가 증가하였으며 항복강도의 경우 시효온도와 시효시간에는 영향을 받지 않았으나 Nb을 함유한 재료들이 Nb을 함유치 않은 재료들에 비해 다소 낮은 항복강도 값을 보였다. 충격흡수에너지 값은 시효시간 및 시효온도의 증가에 따라 시험된 모든 재료에서 저하되었는데 0.4% Nb을 함유하는 경우 Nb을 약간 함유하거나 함유치 않은 재료들에 비해 시효시간에 따라 급격한 감소 경향을 보였다. 파단면 관찰결과 페라이트 기지 또는 페라이트/오스테나이트 상경계에서 석출된 VbC를 비롯한 탄화물들이 취성저항성을 낮추는데 크게 기여했음을 알 수 있었다.

가스터빈용 단결정 주조 블레이드는 기포 및 Freckle등과 같은 주조결함이 없어야 하며, 수지상, γ'크기와 모양에 따라 화학조성이 다르며, 기지와 공정조직을 각각 2영역 및 3영역으로 분류할 수 있었다. 또한, Ti는 첨가원소호서 조직제어에 매우 중요한 역할을 하였다.