Effects of GPS heat-treatment on microstructure of as-cast Co-Cr alloy

The Co-Cr as-cast alloys are widely used in the manufacturing of orthopedic implants made with investment casting techniques because of its high strength, good corrosion resistance and excellent biocompatibility properties. Carbide precipitation at grain boundaries and interdendritic regions is the major strenthening mechanism in the as-cast condition. In this study, effects of GPS (Gas Pressured Sintering) heat-treatment on the microstructure and crystallinity of the as-cast Co-Cr alloy prepared by investment casting were investigated. It was confirmed that the content of metal carbide ($Cr_{23}C_6$) was increased in the grain boundary by using optical microscopy (OM), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS).

Co-Cr 주조합금의 미세구조에 미치는 GPS 열처리 효과

Co-Cr 합금은 체내 인공관절용으로 사용될 때 세포 독성이 없고, 생체조직과 반응을 일으키지 않는 뛰어난 생체적합성과 인장강도, 연신율, 내마모성 등의 기계적 성질과 우수한 내마모 특성을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 또한 Co-Cr 합금은 Carbon 원소를 첨가하여 고용체 강화와 탄화물에 의한 석출강화로 기계적 성질을 향상시키고 내식성을 크게 향상시키고 있다. 본 연구에서는 정밀주조법으로 제조된 인공관절용 Co-Cr 합금 시편의 GPS(Gas Pressured Sintering) 열처리공정에 따른 결정구조 및 미세조직 등의 재료특성 변화를 고찰하였다. XRD 분석을 통하여 as-cast 시편과 GPS 열처리 공정후 시편의 결정상 변화를 고찰하였으며, 제조된 합금의 입계사이에 metal carbide($Cr_{23}C_6$) 석출물들의 생성이 증가되었음을 OM, FE-SEM, EDS 분석으로 확인하였다.