The Influence of Vanadium Addition on Fracture Behavior and Martensite Substructure in a Ni-36.5at.%Al Alloy

Ni-36.5at.%Al 합금에서 V 첨가가 파괴거동 및 마르텐사이트 내부조직에 미치는 영향

Fracture behavior and martensite substructure of Ni-36.5at.%Al alloy were investigated with the addition of vanadium which is known as scavenging element of grain boundary. The fracture surfaces were examined by scanning electron microscopy and the EDX spectrometer was applied for composition analysis of fracture surfaces. The substructure of martensite was studied by transmission electron microscopy. By addition of vanadium, fracture surfaces show mixed modes of intergranular and transgranular fracture and more Al content is found on the grain boundaries. For Ni-36.5at.%Al alloy, the planar faults observed in the martensite plates are the internal twins. By increasing the vanadium content, the modulated structure with stacking faults and dislocations dominates while the twinned martensite disappears. The stacking fault is determined to be extrinsic due to the substitution of V for Al. It is concluded that the segregation of sulfur on the high-energy state stacking fault area suppresses the intergranular fracture.

Ni-36.5at.%Al 합금에서 결정립계에서의 scavenging 원소로 알려진 V를 첨가하여 이 합금의 파괴거동 및 마르텐사이트 미세조직에 미치는 V의 영향에 대해 조사하였다. 시편의 파단면은 주사전자현미경으로 관찰하였고 EDX spectrometer를 사용하여 파단면의 조성을 분석하였으며 투과전자현미경으로 마르텐사이트 내부조직의 변화에 대해 조사하였다. V의 첨가로 입계파괴에서 입내파괴로 파괴 모드의 변화를 나타내었으며 EDX spectrometer로 분석한 결과 입내에 비해 입계에 Al의 함량이 상대적으로 증가되는 양상을 보여 주었다. Ni-36.5at.%Al 합금의 경우 마르텐사이트 플레이트는 내부쌍정으로 이루어져 있으나 V의 첨가에 따라 twinned 마르텐사이트 조직은 사라지며 stacking fault와 고밀도의 전위를 가진 modulated 조직이 점차 지배적으로 형성되는 것이 관찰되었다. Stacking fault를 분석한 결과 Al과 V의 치환에 따른 extrinsic fault였으며 high-energy 상태인 이 stacking fault가 있는 부위에 유해 원소인 S가 편석됨으로써 결정립계에서의 파괴를 줄일 수 있었다.