Abstract
The Ag-Pd-Cu alloys containing a small amount of Au is commonly used for dental purposes, because this alloy is cheaper than Au-base alloys for clinical use. However, the most important characteristic of this alloy is age-hardenability, which is not exhibited by other Ag-base dental alloys. The specimens used were Ag-20Pd-20Cu ternary alloy and Au addition alloy. These alloys were melted and casted by induction electic furace and centrifugal casting machine in Ar atmoshpere. These specimens were solution treated for 2hr at $800^{\circ}C$ and were then quenched into iced water, and aged at $350{\sim}550^{\circ}C$ Age-hardening characteristics of the small Au-containing Ag-pPd-Cu dental alloys were investigated by means of hardness testing, X-ray diffraction and electron microscope observations, electrical resistance, differential scanning calorimetric, emergy dispersed spectra and electron probe microanalysis. Principal results are as follows : Hardening occured in two stages, I. e., stage I in low temperature and stage II in high temperature regions, during continuous aging. The case of hardening in stage I was due to the formation of the Llo type face centered tetragonal PdCu-ordered phase in the grain interior and hardening in stage I was affedted by the Cu concentration. In stage II, decomposition of the $\alpha$ solid solution to a PdCu ordered phase(L1o type) and an Agrich ${\alpha}2$ phase occurred and a discontiunous precipitation occurred at the grain boundary. Form the electron microscope study, it was concluded that the cause of age-hardening in this alloy is the precipitation of the PdCu ordered phase, which has AuCu I type face-centered tetragonal structure. Precipitation procedure was ${\alpha}\to{\alpha}+{\alpha}2+PdCu\to{\alpha}1+{\alpha}2+PdCu$ at Pd/Cu = 1 Ag-Pd-Cu alloy is more effective dental alloy as ageing treatment and is suitable to isothermal ageing at $450^{\circ}C$.
Au 함량이 20% 미만인 Au-Ag-Pd합금의 기초합금인 Ag-Pd-Cu 3원계 합금의 시효경화 특성을 규명할 목적으로 20wt% Pd 및 20wt% Cu의 용질농도구성비가 1이 되는 3원 합금과 여기에 2wt% Au의 첨가합금에 미치는 석출상의 영향을 분석, 조사하여 아래와 같은 결론을 얻었다. Ag-20wt% Pd-20wt% Cu 3원 함금은 ${\alpha}$의 단일상에서 Ag-rich의 ${\alpha}2$상 및 PdCu규칙상에 의하여 경화반응이 진행되며 연속승온과정에서 $100{\sim}300^{\circ}C$의 경도증가와 $300{\sim}500^{\circ}C$의 경도감소의 2단계 경화특성이 얻어졌다. 연속승온시효과정은 Au첨가에 관계없이 2단계의 석출반응이 저온영역에서는 stage I, stage II로 나타나고 stage I은 고온에서의 소입에 의해 도입된 과잉공공의 이동 및 소멸에 의한 반응이고 stage II는 평형농도의 공공확산에 의한 반응에 대응하였다. 또한 본 합금의 시효석출과정은 ${\alpha}\to{\alpha}+{\alpha}2+PdCu\to{\alpha}_1+{\alpha}_2+PdCu$이고 최대 경화는 ${\alpha}_1,\;{\alpha}_2$, PdCu의 3상공존구역에서 나타났다. 이들 석출반응은 입계반응이고 반응의 진행과 함께 경도값은 상승하며 경화능에 직접적으로 기여하였다. 또한 석출상은 미세한 lamella조직의 nodule을 나타내고 이들 ${\alpha}_1,\;{\alpha}_2$ 및 PdCu상과의 미세한 혼합상의 형성이 시효경화능에 기여하는 주된 원인이 되었다. 과시효는 lamella의 조대화와 PdCu상의 ${\alpha}_2$상으로의 용해에 따른 정량적 감소에 대응하였다. 본 합금의 시효열처리 온도는 $450^{\circ}C$가 적절하며 $1{\sim}120min$ 시효시간에 걸쳐서 소정의 경화특성을 얻을 수 있었다.