This study has been performed on the full density sintering of Fe nanopowder and the surface hardening by plasma ion nitriding. The Fe sintered part was fabricated by pressureless sintering of the Fe nanopowder at in which the nanopowder agglomerates were controlled to have 0.5-5 sized agglomerates with 150 nm Fe nanopowders. The green compact with 46% theoretical density(T.D.) showed a homogeneous microstructure with fine pores below 1 . After sintering, the powder compact underwent full densification process with above 98%T.D. and uniform nanoscale microstructure. This enhanced sintering is thought to be basically due to the homogeneous microstructure in the green compact in which the large pores are removed by wet-milling. Plasma ion nitriding of the sintered part resulted in the formation of '- equilibrium phase with about 12 thickness, leading to the surface hardening of the sintered Fe part. The surface hardness was remarkably increased from 176 for the matrix to 365 .

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.

현재 자동차용 소재 및 기계부품에 폭넓게 이용되는 SCM415강의 플라즈마 침탄 특성을 연구하기 위해 가스조성, 압력, 전류밀도, 온도 및 시간을 변수로 사용하였다. 가스조성의 경우 저합금강에서는 수소 가스 효과보다 메탄가스에 의해 주로 침탄특성이 좌우되며 메탄가스 100%일 때 시편 내의 모든 방향에서 경화층 분포가 일정하고, 최대의 유효경화깊이를 얻을 수 있었다. 가스압력이나 플라즈마 전압이 상승할 때 전류밀도가 상승하게 되는데, 이에 따라 최표면의 탄소농도가 증가되어 강의 유효경화깊이는 증대되었다. 침탄 온도일 경우 적어도 850˚C이상되어야 유효경화깊이를 얻을 수 있었고, 온도가 상승할수록 유효경화깊이의 증가를 나타내어 침탄 효과가 우수하였다. 탄소의 확산 깊이는 침탄 시간의 제곱근에 비례하는 것으로 나타났다. 플라즈마 치탄한 강의 피로강도를 평가한 결과 열처리하지 않은 시편이나 재가열처리한 시편에 비해 높은 피로강도를 나타내었다.