Effect of Oxygen Injection on Microstructure and Mechanical Properties of Ni-based Superalloy Recycled by AOD Process

In this study, the Ni base superalloy was recycled by Argon oxygen decarburization(AOD) process using an inconel 713C scrap. During AOD process, argon gas was continuously injected 1,000 sccm and oxygen gas was injected into 10, 20 and 30 minutes of 100, 250 and 500 sccm.. In early stage of oxygen injection, the oxygen dose increased with increasing Al, Cr, and Mo content and decreasing C content. And Al content was decreased by carburization with added elements in late stage Because of oxidation was occurred with Al, Cr etc. after the reaction of carbon has been finished. From the results, the ratio of ${\gamma}^{\prime}$ phase reduced due to decreasing of Al content for that reason Al is the main element to form the ${\gamma}^{\prime}$ phase. Also carbide reduced owing to decreasing of C content so the mechanical properties of the specimens excessively injected by excess $O_2$ gas were decreased.

AOD공정으로 재활용된 니켈합금의 산소주입량에 따른 조직과 기계적 성질 변화

본 연구에서는 Inconel 713C 스크랩을 원료로 아르곤-산소 탈탄 공정을 이용하여 니켈계 초내열합금을 재활용 하였다. 아르곤-산소 탈탄 공정에서 아르곤은 1,000 sccm으로 지속적으로 주입되었고 산소는 100, 250, 500 sccm의 유량으로 10, 20, 30 분씩 주입되었다. 산소 주입 초기 단계에서는 산소 양이 증가하면서 Al, Cr, 및 Mo 함량은 증가하였고 탄소 함량은 감소하였다. 그리고 Al 함유량은 탄소의 반응이 끝난 후 Al, Cr 등의 원소와 산화가 일어났기 때문에 첨가원소와 탄소의 반응에 의해 감소하였다. 결과적으로, Al 함유량이 감소하였기 때문에 ${\gamma}^{\prime}$상이 줄어들었으며 이는 Al이 ${\gamma}^{\prime}$을 형성하는 주요 원소이기 때문이다. 또한, 탄소의 양이 줄어들면서 탄화물도 줄어들었으며 산소가 과잉 공급된 시료의 기계적인 물성(강도, 경도 등)은 감소하게 된다.