• Composites Research
• /
• 제14권5호
• /
• pp.1-11
• /
• 2001

본 논문은 금속복합재료를 반용융상태로 재가열하여 Thixoforming을 하는데 필요한 소재를 제공하기 위한 장비 설계와 제조방법 등에 관한 내용을 소개하고 있다. 장비 설계에서 기지재내에 강화재가 균일하게 분산되도록 하기 위하여 강화재의 연속주입 방법과 강화재의 온도를 제어하는 방법을 소개하고 있다. 일정한 양의 강화재를 기지재료 내에 분산시키는 것은 균일 혼합을 위하여 필요한 기술이다. 또한 분산시 강화재의 수분제거를 위하여 강화재의 온도를 제어하면서 연속적으로 강제분산시키는 것은 균일분산을 위하여 필요하다. 기지재의 초정 $\alpha$의 크기가 강화재의 분산성에 크게 영향을 미치기 때문에 기지재의 초기 온도가 초정$\alpha$의 크기에 미치는 영향 등을 검토하여 복합재료 빌렛트의 제조조건에 이용하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.28-34
• /
• 2004

IN 738LC, the major material for gas-turbine for power generation, was heat treated at $750^{\circ}C$, $850^{\circ}C$, $950^{\circ}C$ for 1000, 2000, and 4000 hrs and the microstructural evolution and mechanical properties were examined using optical microscope, XRD, SEM/EDS. The results showed ${\gamma}$', the main strengthening elements in this alloy, was about 300 nm in size and was about 56% by area fraction in as-cast samples. The area fraction of ${\gamma}$' peaked at 2000 hours at $750^{\circ}C$. The average diameter of the ${\gamma}$' which was about 300 nm at ascast specimen increased to about 1 $\mu\textrm{m}$ after heat treatment at $950^{\circ}C$ for 4000 hrs. Carbides were formed at dendrite, cell or grain boundaries which was ascribed to the segregation caused by solute redistribution during solidification. It was found that MC type carbides formed at low temperature, whereas carbides of $M_{23}$ /$C_{ 6}$/ type formed at higher temperature or at longer degradation. The hardness and impact energy decreased as the heat treatment temperature or time of retention increased, which was inaccrodance with the area fraction of ${\gamma}$'.

• 한국재료학회지
• /
• 제8권12호
• /
• pp.1127-1132
• /
• 1998

본 연구에서는 Al-10wt%Ti-4wt%Fe 복합재료를 in-situ공정으로 제조할 수 있는 가능성 및 2 원계 Al-10wt%Ti 복합재료의 낮은 기계적 성질(탄성계수, 상온 고온강도, 내마모특성 등)을 PM SiC/2124 복합재료 수준 흑은 그 이상으로 향상시킬 수 있는 가능성을 조사하였다. 제조된 Al-10wt%Ti-4wt%Fe 합금은 불연속 SiC 강화상으로 보강된 Al-기지 복합재료($SiC{w}$/2124)와 유사한 미세구조를 보여주었으며, 탄성계수 및 인장강도, 내마모성질 등의 기계적 특성이 2원계 Al-10%Ti 합금각 비교해 현저하게 향상되었음이 관찰되었다. 위의 결과는 초정 $Al_3Ti$상 외에도 Fe 원소의 첨가를 통한 추가적인 $Al_{x}Fe$의 분산강화 효과에 기인한 것으로 해석된다.

• 한국레이저가공학회지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.29-37
• /
• 2000

For a development purpose of thick metal / metal Graded-Boundary Materials(GBM), a basic research on the fabrication of Ni-Cr/steel GBM was carried out by a laser beam and its mechanical properties and thermal characteristics were investigated. In order to produce a compositionally graded boundary region between substrate steel and added Ni-Cr alloy, a series of surface alloying treatments was performed with a high power CO$_2$ laser beam. Ni-Cr sheet was placed on a low carbon steel plate(0.18%C), and then a CO$_2$ laser beam was irradiated on the surface to produce a homogeneous alloyed layer. On this first surface-alloyed layer, another Ni-Cr sheet was placed and then the CO$_2$ laser beam was irradiated again to produce second surface-alloyed layer. Sequential repetitions of laser surface alloying treatment 4 times resulted in a graded-boundary region with the thickness of about 1.4mm. Simultaneous concentration profiles of different kinds of alloying elements(Ni and Cr) showed from 42%Ni, 45%Cr and 13%Fe on surface region to 0%Ni, 0%Cr and 99%Fe in substrate region. Also a thermal conductivity gradient resulted in graded-region and its value changed from 0.03㎈/cm s$\^{C}$ in surface region to 0.1㎈/cm s$\^{C}$ in substrate region. Microstructural observation showed that any visible root porosities and solidification shrinkage cracks were not formed in graded region between alloyed layer and substrate region during rapid cooling.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.113-119
• /
• 2006

중수로형 핵연료 제조공정 중 연료봉 피복관에 간격체와 지지체 등의 부착물이 브레이징으로 접합된다. 본 연구에서는 베릴륨을 물리 증착법(PVD)으로 접합될 부착물의 표면에 증착한 것과 비정질 용가재[$Zr_{1-x}Be_{x}(0.3{\le}x{\le}0.5)$]를 사용하여 브레이징된 접합부의 미세조직과 경도 등의 특성을 비교하고 브레이징 온도가 접합부에 미치는 영향 조사하였다. 비정질 용가재에 의한 접합층의 두께는 PVD-Be의 경우와 비교하여 더 얇았고, Be 함량이 감소할수록 접합층의 두께는 감소하였으며 모재의 침식은 거의 없었다. PVD-Be의 경우 공정 반응, 액상 출현, 모세관 현상과 확산으로 브레이징 되나 비정질 합금은 용가재 만이 용융되어 액상 접합되는 것으로 사료된다. PVD-Be 접합부의 미세조직은 계면에서 수지상이 형성되어 내부로 성장하나, 비정질 합금에 의한 접합부는 석출된 제2상들이 구상으로 구성되며 브레이징 온도가 증가할수록 구상은 더욱 커졌다. 비정질 합금 접합부의 경도는 Be 함량이 감소할수록 경도는 증가하였다. 본 연구에 사용된 비정질 합금 중 $Zr_{0.7}Be_{0.3}$ 합금은 접합부에서 Be의 모재로의 확산이 적어 부드러운 계면과 모재의 침식이 없었고 높은 경도 때문에 핵연료 피복재 접합에 가장 적합한 용가재로 사료된다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.125-133
• /
• 2017

KAERI에서는 파이로프로세싱에서 발생하는 금속폐기물의 부피 및 무게 감량을 위해 고방사성 장반감기 핵종을 포함하는 anode sludge내 NM의 고화매질로써 폐피복관과 첨가금속을 재활용하는 연구를 진행하고 있다. 본 연구에서는 Cr 함량을 조절한 Zr-17Cr-8NM, Zr-22Cr-8NM, Zr-27Cr-8NM 합금을 유도용융을 통해 제조하였고, 전기화학적 부식시험을 실시하여 부식특성을 평가하였다. 모든 조성에서 기존 연구 중인 Zr계 합금고화체 조성보다 우수한 부식특성을 나타냈다. 또한 Zr-22Cr-8NM 시편의 부식시험 후 침출용액 조성 분석 결과, 500 mV 전압 조건 이하에서는 NM 침출이 없었고 이를 통해 우수한 화학적 안정성을 갖는 합금고화체 조성을 확보하였다.

• 열처리공학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.198-205
• /
• 2023

We investigated the effects of Al and Mg on the microstructure and hardness of the coating layer of galvanized steel sheets, by thermodynamic calculations, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and Vickers hardness tests of Zn-0.2Al, Zn-6Al-2Mg, and Zn-10Al-5Mg coating layers. Regardless of the alloy composition of the galvanizing bath, a Fe-Al layer was observed between the coating layer and steel sheet. The Zn-0.2Al coating layer consists of major h.c.p. Zn phase and minor f.c.c. Al phase. The fraction of f.c.c. Al phase (containing a significant amount of Zn) of the coating layer increases with increasing the chemical composition of Al of the galvanizing bath. The h.c.p. MgZn₂ phase was formed in the Al/Mg-containing Zn-6Al-2Mg and Zn-10Al-5Mg coating layers, forming Zn-Al-MgZn₂ eutectic microstructure. The primary MgZn₂ phase was additionally formed in the Zn-10Al-5Mg coating layers containing high concentrations of Al and Mg. The Vickers hardness values of Zn-0.2Al, Zn-6Al-2Mg, and Zn-10Al-5Mg coating layers were 59.1 ± 1.2 HV, 161.2 ± 5.7 HV, and 215.5 ± 40.3 HV, respectively. The addition of Al and Mg increased the hardness of the coating layer by increasing the fraction of the Al phase (containing Zn) and MgZn₂ intermetallic compound, which were harder than the Zn phase.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제28권3호
• /
• pp.92-98
• /
• 2010

Ferritic stainless steels, which have relatively small thermal expansion coefficient and excellent corrosion resistance, are increasingly being used in vehicle manufacturing, in order to increase the lifetime of exhaust manifold parts. But, there are limits on use because of the problem related to cosmetic resistance, corrosions of condensation and high temperature salt etc. So, Aluminum-coated stainless steel instead of ferritic stainless steel are utilized in these parts due to the improved properties. In this investigation, Al-8wt% Si alloy coated 409L ferritic stainless steel was used as the base metal during Gas Tungsten Arc(GTA) welding. The effects of coated layer on the microstructure and hardness were investigated. Full penetration was obtained, when the welding current was higher than 90A and the welding speed was lower than 0.52m/min. Grain size was the largest in fusion zone and decreased from near HAZ to base metal. As welding speed increased, grain size of fusion zone decreased, and there was no big change in HAZ. Hardness had a peak value in the fusion zone and decreased from the bond line to the base metal. The highest hardness in the fusion zone resulted from the fine re-precipitation of the coarse TiN and Ti(C, N) existed in the base metal during melting and solidification process and the presence of fine $Al_2O_3$ and $SiO_2$ formed by the migration of the elements, Al and Si, from the melted coating layer into the fusion zone.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권8호
• /
• pp.765-770
• /
• 2017

Ni기 초내열합금인 GTD111 DS는 가스터빈 블레이드에 사용된다. 본 논문에서는 실제 운전조건과 유사한 조건을 설정하여 GTD111 DS의 저주기 피로시험을 실시하였다 상온, $760^{\circ}C$, $870^{\circ}C$의 온도범위와 다양한 변형률에서 저주기 피로시험을 수행하였다. 실험결과 총 변형률이 증가함에 따라 피로수명은 감소하였다. 상온 및 $760^{\circ}C$에서는 주기적 경화반응이 나타났으며 $870^{\circ}C$에서는 주기적 연화반응이 나타났다. $870^{\circ}C$에서 응력완화 현상은 유지시간에 따른 크리프의 영향으로 나타났다. 피로수명과 총 변형률의 관계는 Coffin-Manson 식을 통해 얻었다. 파단면은 SEM을 통해 초기균열 및 피로진전지역을 관찰하였다.