Fe-28%Al(Fe3Al)과 Fe-28%Al-4%Cr(Fe3Al-4Cr) 금속간화합물을 대기중 1073, 1273, 1473k의 온도에서 최고 17일까지 장시간 산화시켰다. Fe3Al-4Cr의 산화저항은 근본적으로 Fe3Al과 거의 비슷하거나, 약간 우수하였다. Fe3Al 위에 형성된 산화물은 거의 순수한 α-AL2O3로만 구성되어 있었으며, Fe3Al-4Cr 위에 형성된 산화물은 약간의 Fe와 Cr 이온이 고용된 α-AL2O3로 구성되어 있었다. 외부산화막을 형성하기 위해 모재원소의 외부확산에 의해 산화물-모재 계면에는 Kirkendall 기공이 존재하였다. Fe3Al(-4Cr) 표면에 형성된 산화막은 1273k가지는 비교적 얇고 치밀하였으나, 1473k에서 산화막의 박리와 함께 상대적으로 큰 무게증가가 발생하였다.

고분자전해질형 연료전지에서 촉매의 활성을 증가시키기 위하여 기존에 사용되고 있는 백금과 전이금속인 chromium, nickel과의 합금을 제조하였다. XRD를 이용하여 합금의 구조가 33˚에서 superlattice line을 가지고 있는 것으로 보아 face centered cubic 구조를 가진 ordered alloy로 이루어졌다는 것을 알 수 있었다. 열처리 온도가 증가할수록 합금의 입자 크기는 증가하였으며, 결정 격자 상수는 감소하였다. 전지성능테스트, cyclic voltammogram 등을 통하여 mass activity, specific activity, Tafel slope, 개회로 전압을 측정한 결과, 합금촉매의 활성이 순수한 백금촉매보다 크게 향상되었음을 알 수 있었다.

It is well known that the Cu-Cr alloys are very difficult to be made by conventional sintering methods. This difficulty originates both from limited solubility of Cr in the Cu matrix and from limited sintering temperature due to high vapor pressures of Cr and Cu components at the high temperature. Densification of Cu-50%Cr Powder compacts by conventional Powder metallurgy Process has been studied. Three kinds of sintering methods were tested in order to obtain high-density sintered compacts. Completely densified Cu-Cr compacts could be obtained neither by solid state sintering method nor by liquid phase sintering method. Both low degree of shrinkage and evolution of large pores in the Cu matrix during the solid state sintering are attributed to the anchoring effect of large Cr particles, which inhibits homogeneous densification of Cu matrix and induces pore generation in the Cu matrix. In addition, the effect of undiffusible gas coming from the reduction of Cu-oxide and Cr-oxide was observed during liquid phase sintering. A two-step sintering method, solid state sintering followed by liquid phase sintering, was proved to have beneficial effect on the fabrication of high-dendsity Cu-Cr sintered compacts. The sintered compacts have properties similar to those of commercial products.

플라즈마 침탄한 저 탄소 Cr-Mo 강(0.176C-1.014Cr-0.387Mo)의 침탄 특성과 피로성질을 고찰하였다. 플라즈만 침탄한 시편의 유효경화깊이는 가스 침탄한 시편에 대해 상대적으로 침타나시간이 짧고 침탄온도가 낮음에도 불구하고 50%정도까지 증가되었다. 플라즈만 침탄시 유효경화깊이의 증가는 표면탄소농도의 증가와 같은 경향을 보였으며, 표면탄소농도의 증가와 같은 경향을 보였으며, 표면탄소농도의 증가율이 침탄시간의 증가에 따라 감소하였다. 플라즈만 침탄간의 피로한도는 가스 침탄강의 경우보다 높았다. 이를 표면근처의 미세구조, 경화깊이 잔류, 오스테나이트와 압축잔류응력으로 조사한 결과 경화깊이와 압축잔류응력의 차이가 거의 없었다. 따라서 플라즈만 침탄의 피로강도 향상은 가스침탄에 비해 표면이 상승층이 저감되어 표면에서의 미소균열의 발생 및 초기 균열 전파과정이 지연 되어진 것으로 판단된다. 파단면 관찰결과 표면에서 균열이 시작되고 플라즈마 침탄의 경우 입내파괴가 현저하였다.

Fe-Ni-Cr 합금의 용융염 부식거동을 650~850˚C 온도범위에서 조사하였다. 용융염 LiCl에서 Cr을 포함하지 않는 KSA(Kaeri Superalloy)-1 합금은 Fe의 내부산화가 발생하고, Cr을 포함한 KSA-4, Incoloy 800H와 KSA-5는 LiCrO2의 치밀한 보호막이 형성되었다. 혼합용융염 LiCl-LiO2O에서 KSA-1은 Fe의 내부산화, KSA-4는 Cr의 내부산화가 발생하였고, Cr 농도가 높은 Incoloy 800H와 KSA-5는 LiCrO2의 다공성 피 이 형성되었다. 혼합용융염 LiCl-Li2O 에서는 Cr 농도의 증가에 따라 부식속도가 증가하였으며, 부식속도는 시간의존선을 8%Cr 이하의 합금에서는 포물선법칙, 8%Cr 이상의 합금에서는 직선법칙을 나타내었다. 이러한 현상은 Li2O에 의한 보호성 산화물 Cr2O3의 염기성 용해기구로 설명할 수 있다.

본 연구에서는 고온용 고강도 Al 합금을 제조하기 위해 Al-Cr-Zr 복합금속분말을 attritor에서 300rpm의 회전속도로 20시간 동안 기계적 합금화방법으로 제조한 후 진공 고온 압축성형하였다. Al-Cr-Zr 합금의 미세구조 및 조직관찰은 XRD, TEM 등을 사용하여 분석하였고, 열적 안정성은 열적 노출시간에 따른 미소경도측정을 통하여 조사하였다. 진공 열간 압축성형 되었을 때 MA Al-Cr-Zr 합금의 이론 밀도의 97%에 이르는 조밀화르 f보였으며, 300˚C에서 100시간 열처리 한 경우에는 경도변화가 거의 없었고, 500˚C에서 100시간 열처리한 경우에도 감소가 6% 이내로 우수한 열적 안정성을 나타내었다. 이와 같은 MA Al-Cr-Zr 합금의 우수한 열적 안정성은 기계적 합금화에 의해 Al 기지 내에 미세하고 균일하게 분산된 Cr과 Zr이 고온 성형과 열처리 과정에 의해 Al3Zr, Al13Cr2의 금속간 화합물들의 형성되었으며, 열처리 후의 이 합금의 최종 결정립 크기는 150mm 크기 이하이었다.

유도 용해후 열기계적 처리를 거친 3종류의 Al3Ti-Cr합금, 즉 Al67Ti25Cr8, Al66Ti24Cr10 및 Al59Ti26Cr15에 대해 2.5% NaCl 용액 내에 부삭시험과 1000, 1100 및 1200˚C에서의 고온 산화시험을 실시하였다. 전기화학적 평가결과에서 Cr조성이 증가함에 따라 국부부식에 대한 내식성이 증가하였으며, 부동태 피막의 취성파괴를 방지하였다. XPS결과는 Al3Ti-Cr합금의 부동태 피막은 주로 Al2O3로 구성되어 있으며, TiO2 및 Cr2O3도 공존하고 있음을 알 수 있었다. 고온 내산화성은 모든 시편이 전체적으로 뛰어난 내산화성을 지니고 있었는데, 구체적으로는 Al59Ti26Cr15, Al66Ti24Cr10 및 Al67Ti25Cr8의 순으로 증가하였다. 이는 합금내의 Al 함량이 증가할수록 Al2O3보호피막의 형성이 용이하였기 때문이었다.

Al-Cr-Zr metal powders were prepared by cryo-milling(-75),ambi-milling(25) and warm-milling(200) to investige the effect of milling temperature. The morphogical changes and microstructural evolution of Al-6wt.%Cr-3wt.%Zr metal powder ball milling were investigated by SEM, OM and XRD. The cryo-milling at -75 caused the more refinement of powder particle size than ambi-milling and warm-milling. The partic morpholgy of Al-Cr-Zr metal powders changed changes into spheroidal particles at 25and spherical particles at 200The spherical particles were formed by agglomertion and contiuous wrapping of the spheroidal particles. The calculated Al crystallite size in Al-Cr-Zr metal powders by the Scherer equation were refined rapidly for short milling time -75compared with milling at 25 and 200.

10%C-5%Mo-5%W-10%Cr 및 10%C-5%Mo-5%W-10%V 백주철의 응고거동을 열분석을 통하여 연구하였다. 15Kg 용량의 고주파 유도옹해로에 선철, 고철, Fe-Mo, Fe-W, Fe-Cr, Fe-V 등을 장입시켜 용해시킨 후 슬래그를 제거시키고 1550˚C에서 Y블럭의 펩 주형에 주입하였다. 응고거동을 조사하기 위하여 50g을 Y블럭에서 채취한 뒤 알루미나 도가니에 넣어 재용해시킨 후 10˚C/min의 냉각속도로 냉각시키면서 여섯 종류의 다른 온도에서 도중에 급냉시켜 응고조직을 광학현미경으로 관찰하였다. 10%C-5%Mo-5%W-10%Cr 백주철의 경우 초정 오스테나이트, 오스테나이트와 M(sub)7C(sob)3의 공정, 오스테나이트와 M(sub)6C의 공정으로, 10%C-5%Mo-5%W-10%V 백주철의 경우 초정 MC, 오스테나이트와 MC의 공정, 오스테나이트와 M(sub)2C의 공정으로 각각 순차적으로 정출하였다. 정출하였다.

본 연구에서는 열가공공정을 거쳐 제조된 Cu-Fe-Xi(Xi=Ag, Cr 또는 Co) 미세복합재료의 미세구조와 기계적 특성 및 전기적 특성에 대하여 조사하였다. 냉각가공 중에 수지상정들은 인발 방향에 평행하게 배열되고 필라멘트 형태로 연산되었다. Ag를 첨가한 미세복합재료가 같은 가공율에서 Co나 Cr를 첨가하는 미세복합재료보다 미세조직이 더욱 미세하게 관찰되었다. 제3첨가원소로 Ag를 함유하고 있는 Cu-Fe-Ag 미세복합재료의 강도와 전도도는 Co나 Cr를 첨가하는 미세복합재료보다 높게 나타났다. Cu-Fe-Ag 미세복합재료의 우수한 기계적 성질과 전기적 특성은 Ag가 함유되어 있는 경우 필라멘트의 미세성과 균일성이 높게 관찰되는 것과 관련이 있다. Cu-Fe-Xi 미세복합재료의 강도는 Fe 필라멘트의 간격을 고려한 Hall-Petch 형태의 식과 일치한다. Cu-Fe-Xi 미세복합재료의 파괴는 연성파괴가 관찰되었다.

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.

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.

Ll2기지에 20 vol.% Cr2Al이 석출된 Al-21Ti-23Cr 2상합금은 1150˚C에서는 2상영역에 위치하지만 1000˚C에서는 3상영역에 위치한다. 이러한 점에 착안하여 본 연구에서는 Al-21Ti-23Cr 2상합금의 시효처리시 800˚C 및 1000˚C이하에서 시효처리하여 Ll2기지에 제3상을 미세하게 석출시켜, 기계적성질을 개선하고자 하였다. Al-21Ti-23Cr 2상합금의 시효처리시 800˚C 및 1000˚C에서는 Ll2기지부분에 수 μm 크기의 제3상이 다량 석출되지만 600˚C이하에서는 제3상이 석출이 관찰되지 않았으며, 제3상의 석출형태는 1000˚C보다 800˚C에서 시효처리할 경우 더욱 미세하게 분포하는 것으로 확인되었다. 시효온도 상승에 따른 Al-21Ti-23Cr 2상합금의 항복강도는 800˚C에서 급격히 증가 후 다시 급격히 감소하는경향을 나타냈으며, 이러한 항복강도의 급격한 증가는 Ll2기지 부분에 수 μm 크기의 미세한 제3상이 다량 석출되기 때문에 나타나는 현상으로 판단된다. Al-21Ti-23Cr 2상합금의 시효처리시 Ll2기지에 석출되는 제3상은 TiAlCr으로 확인되엇으며, 이러한 TiAlCr 석출상의 이용은 Ll2기지의 균열전파에 대한 저항성를 향상시켜 합금의 기계적성질의 개선에 매우 효과적일 것으로 판단된다.

Fe계 합금의 적층결함에너지를 감소시키는 것으로 알려진 Mn이 Fe-20Cr-1C-Si 경면처리 합금의 변형유기 상변태거동과 상온 및 고온 마모저항성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 15ksi의 접촉응력에 대하여 0~25wt.% Mn을 첨가한 시편은 모두 상온에서 마모손실량이 적은 우수한 마모저항성을 보였는데 Mn 첨가량이 5wt.% 이하인 시편의 경우 마모표면에서 γ→α'변형유기 상변태가 발생한 반면 15wt.% 이상 Mn을 첨가한 시편에서는 γ→ε변형유기 상변태가 발생하는 것으로 나타났다. 250˚C까지 고온 마모시험결과 γ→α'변형유기 상변태가 발생한 5wt.% 이하 Mn 첨가시편은 Mn 첨가량이 증가할수록 마모손실량이 증가하는 것으로 보아 Mn 첨가는 γ→α'변형유기 상변태에 있어서 고온 마모저항성을 저하시키는 것으로 생각되며 이는 Mn이 γ→α'변형유기 상변태의 M(sub)d 온도를 감소시키기 때문으로 생각된다. 반면에 γ→ε변형유기 상변태가 일어난 15wt.% 이상 Mn 첨가 시편의 경우 Mn 첨가량 증가에 따른 고온 마모손실량의 차이가 없는 것으로 보아 γ→ε변형유기 상변태는 γ→α'변형유기 상변태에 비해 온도의 존성이 적은 것으로 생각된다.

Cu/Cr/polyimide 계에서 금속박막 두께와 폴리이미드 표면의 플라즈마 전처리 조건에 따른 필 테스트 결과로부터 Park와 Yu의 X-선 측정에 의한 방법과 Moidu등의 이론적 방법을 통애 Cr/polyimide 계면균열의 계면파괴에너지를 구했다. 두 방법으로 구한 박막의 소성일과 계면파괴어네지는 대부분의 경우에 대해 서로 잘 일치하였으며, 이와 같은 실험적 방법과 이론적 방법 모두 계면파괴에너지의 측정에 유용함을 알 수 있었다. 계면파괴에너지는 박막 두께에 거의 무관하였으며, 0.03, 0.036 그리고 0.05 W/cm2의 rf플라즈마 밀도에 대해 각각 46.8±17.8, 170.3±42.9 그리고 253.9±44.4 J/m2의 계면파괴에너지를 얻었다.

Al-Cr-Zr nanocomposite metal powders were prepared by mechnical alloying (MA) in order to develop aircraft structure materials with lighter weight and lower cost than the conventional Ti and Ni alloys. The morphological changes and microstrutural evolution of Al-6wt.%Cr-3wt.%Zr nanocomposite metal powders during MA were investigated by SEM, XRD and TEM. The approximately 50m sized Al-Cr-Zr nanocomposite metal powders has been formed after 20 h of MA. The individual X-ray diffraction peaks of Al, Cr and Zr were broadened and peak intensitied were decreased as a function of MA time. The observed Al crystallite size by TEM was in the range of 20 nm, which is a simliar value calculated by Scherrer equation. The microhardness of Al-Cr-Zr nanocomposite metal powders increases alomost linearly with increase of the processing time, reaching a saturation hardness value of 127 kg/ after 20 h of processing. The intermetallic compound phase of in the matrix was identifed by XRD and TEM.

Fe 계 합금의 적층결함에너지를 감소시키는 거승로 알려진 vanadium이 Fe-20Cr-1.7C-1Si합금의 미세조직과 고온 마모저항성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. Fe-20Cr-1.7C-1Si-xV (x=0, 1, 3, 6, 10wt.%)조성에서 오스테나이트 기지상을 유지하면서 첨기될 수 있는 V의 최대 첨가량은 약 3wt.%이었으며 오스테나이트 기지상을 갖는 합금은 상온에서 낮은 적층결함에너지와 γ->α 변형유기 상변태에 의해 페라이트 합금보다 높은 마모저항성을 보인 것으로 생각된다.225˚C에서 α 생성량도 많은 것으로 보다 V은 Fe-20Cr-1.7C-1Si 합금의 온도에 따른 적층결함에너지 증가율를 억제하고 Md온도도 증가시킴으로써 고온 마모저항성을 증가시키는 것으로 생각된다.