Effect of Indium on the Microstructures and Mechanical Properties of Au-Pt-Cu Alloys

The effect of indium on the microstructure and hardness of a Au-Pt-Cu ternary alloy was investigated using optical microscopy, differential scanning calorimeter, scanning electron microscopy x-ray diffractometry, electron probe microanalizer and vickers hardness tester. A hardness of the solution floated Au-Pt-Cu-0.5In quarternary alloy with 0.5 wt.% was reached a maximum value (162 Hv) in 30 min at 550$^{\circ}C$ in the range of 150 to 950$^{\circ}C$ but that of the alloy was rapidly increased until 30 min with increasing aging time at 550$^{\circ}C$ and after that was remained almost constant value. Also, the microhardness of the matrix Au-Pt-Cu ternary alloy aged at 550$^{\circ}C$ for 30 min was continuously increased with indium contents and the grain size of Au-Pt-Cu ternary alloy decreased as increased indium contents. Analyses of EPMA and XRD revealed that the matrix Au-Pt-Cu-In quarternary alloy is composed of fcc structure and intermetallic InPt$_3$ precipitate with Ll$_2$ structure. Based on this investigation, it can be concluded that an increase in microhardness of Au-Pt-Cu-In quarternary alloy is due to precipitation hardening InPt$_3$ and grain size refinement.

Au-Pt-Cu계 합금의 미세구조 및 기계적 특성에 미치는 첨가원소 Indium 효과에 관한 연구

인듐함량에 따른 Au-Pt-Cu 삼원계합금의 미세조직 및 기계적 특성을 광학현미경, 시차주사열분석기, SEM, XRD, EPMA 그리고 미소경도계를 이용하여 조사하였다. 인듐함량이 0.5 wt% 인 Au-Pt-Cu-0.5In 사원계 합금을 온도범위 150~95$0^{\circ}C$에서 열처리한 결과 55$0^{\circ}C$/3O분 열처리한 시료의 경도 값이 가장 높게 나타났고, 55$0^{\circ}C$에서 시효시간을 증가시킴에 따라 30분에서 최고 경도치에 도달된 후 거의 일정하게 유지되었다 또한, 55$0^{\circ}C$에서 30분 동안 시효 처리한 Au-Pt-Cu 삼원계합금의 미세조직은 인듐 함량이 증가함에 따라 결정립이 미세화 되었다. XRD, EPMA을 이용하여 Au-Pt-Cu-In 사원계 합금에 존재하는 석출상을 분석한 결과 모상은 fcc구조를 갖는 Au-Pt-Cu 고용체, 석출상은 Ll$_2$구조를 갖는InPt$_3$ 석출물로 판명되었다. 이러한 연구결과로부터 인듐 함량에 따른 Au-Pt-Cu-In 합금의 경도증가는 결정립 미세화에 의한 강화 효과와 InPt$_3$ 형태의 석출물에 의한 석출강화 효과에 기인하는 것으로 해석된다.