• 제목/요약/키워드: Ti-48Al-2Cr-2Nb

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진공 원심 주조를 이용한 Ti-48Al-2Cr-2Nb 합금 터보차저 터빈휠 제작 (Manufacturing of Ti-48Al-2Cr-2Nb Alloy Turbocharger Turbine Wheel by Vacuum Centrifugal Casting)

  • 박성준;주형규
    • 한국주조공학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.127-131
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    • 2021
  • 고온 환경에 대한 우수한 특성을 바탕으로 산업 장비의 고온 재료에 Ti-48Al-2Cr-2Nb 합금이 사용된다. 본 연구에서는 Ti-48Al-2Cr-2Nb 합금 터보 차저 터빈 휠을 진공 원심 주조 방법으로 제작했다. 알루미나 몰드를 이용한 원심 주조시 터보 차저 터빈 휠 블레이드의 미스런 불량을 방지하기 위한 조건을 조사하였다. 진공 원심 주조로 제조된 합금의 미세 구조는 광학 현미경 (OM), 마이크로 비커스 경도 분석기 (HV), X- 선 회절 (XRD) 및 SEM-EDS로 연구하였다. 주조된 Ti-48Al-2Cr-2Nb 합금의 경도 및 SEM-EDS 결과는 산화층 (α- 케이스)의 두께가 일반적으로 50㎛ 미만임을 보여주었다. 예열 온도 1,100oC, RPM 260, 게이트 크기가 큰 알루미나 몰드의 경우 미스런 불량이 거의 없었다. 따라서 높은 예열 온도, 중간 RPM, 큰 게이트 크기 및 알파 케이스 형성 억제를 위한 알루미나 몰드를 통해 미스런이 적은 Ti-48Al-2Cr-2Nb 합금 터보 차저 터빈 휠을 얻을 수 있음을 확인했다.

칼슘 증기에 의한 Ti-48Al-2Cr-2Nb 분말의 산소 저감 및 표면 화학적 상태 분석 (Evaluation of Oxygen Reduction and Surface Chemical State of Ti-48Al-2Cr-2Nb Powder by Ca Vapor)

  • 김태헌;권한중;임재원
    • 한국분말재료학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.31-37
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    • 2021
  • This study explores reducing the oxygen content of a commercial Ti-48Al-2Cr-2Nb powder to less than 400 ppm by deoxidation in the solid state (DOSS) using Ca vapor, and investigates the effect of Ca vapor on the surface chemical state. As the deoxidation temperature increases, the oxygen concentration of the Ti-48Al-2Cr-2Nb powder decreases, achieving a low value of 745 ppm at 1100℃. When the deoxidation time is increased to 2 h, the oxygen concentration decreases to 320ppm at 1100℃, and the oxygen reduction rate is approximately 78% compared to that of the raw material. The deoxidized Ti-48Al-2Cr-2nb powder maintains a spherical shape, but the surface shape changes slightly owing to the reaction of Ca and Al. The oxidation state of Ti and Al on the surface of the Ti-48Al-2Cr-2Nb powder corresponds to a mixture of TiO2 and Al2O3. As a result, the peaks of metallic Ti and Ti suboxide intensify as TiO2 and Al2O3 in the surface oxide layer are reduced by Ca vapor deposition.

Effects of Cr and Nb on the nigh Temperature Oxidation of TiAl

  • D.B. Lee;K.B. Park;M. Nakamura
    • 소성∙가공
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    • 제8권3호
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    • pp.319-319
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    • 1999
  • From isothermal and cyclic oxidation tests on thermomechanically treated Ti-5%Al, Ti47%Al-4%Cr, and Ti-48%Al-2%Cr-2%Nb alloys at 800, 900, 1000℃ in air, it was found that Ti-48%Al-2%Cr-2%Nb and Ti-47%Al-4%Cr had the best and the worst oxidation resistance, respectively. The oxide scales consisted primarily of TiO₂and Al₂O₃, with and without a small amount of dissolved Cr and 7b ions, depending on the alloy composition. These ions were slightly enriched inside the inner oxide layer, and strongly enriched around the scale-matrix interface. The outer TiO₂-rich layer was formed by the outward diffusion of Ti ions, while the inner (TiO₂+A1₂O₃,) mixed layer was formed by the inward transport of oxygen. The outward movement of Al ions farmed the intermediate Al₂O₃-rich Iayer, above talc prepared alloys.

Characterization of rapidly consolidated γ-TiAl

  • Kothari, Kunal;Radhakrishnan, Ramachandran;Sudarshan, Tirumalai S.;Wereley, Norman M.
    • Advances in materials Research
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    • 제1권1호
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    • pp.51-74
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    • 2012
  • A powder metallurgy-based rapid consolidation technique, Plasma Pressure Compaction ($P^2C^{(R)}$), was utilized to produce near-net shape parts of gamma titanium aluminides (${\gamma}$-TiAl). Micron-sized ${\gamma}$-TiAl powders, composed of Ti-50%Al and Ti-48%Al-2%Cr-2%Nb (at%), were rapidly consolidated to form near-net shape ${\gamma}$-TiAl parts in the form of 1.0" (25.4 mm) diameter discs, as well as $3"{\times}2.25"$ ($76.2mm{\times}57.2mm$) tiles, having a thickness of 0.25" (6.35 mm). The ${\gamma}$-TiAl parts were consolidated to near theoretical density. The microstructural morphology of the consolidated parts was found to vary with consolidation conditions. Mechanical properties exhibited a strong dependence on microstructural morphology and grain size. Because of the rapid consolidation process used here, grain growth during consolidation was minimal, which in turn led to enhanced mechanical properties. Consolidated ${\gamma}$-TiAl samples corresponding to Ti-48%Al-2%Cr-2%Nb composition with a duplex microstructure (with an average grain size of $5{\mu}m$) exhibited superior mechanical properties. Flexural strength, ductility, elastic modulus and fracture toughness for these samples were as high as 1238 MPa, 2.3%, 154.58 GPa and 17.95 MPa $m^{1/2}$, respectively. The high temperature mechanical properties of the consolidated ${\gamma}$-TiAl samples were characterized in air and vacuum and were found to retain flexural strength and elastic modulus for temperatures up to $700^{\circ}C$. At high temperatures, the flexural strength of ${\gamma}$-TiAl samples with Ti-50%Al composition deteriorated in air by 10% as compared to that in vacuum. ${\gamma}$-TiAl samples with Ti-48%Al-2%Nb-2%Cr composition exhibited better if not equal flexural strength in air than in vacuum at high temperatures.

삼광 금-은 광상에서 산출되는 함 티타늄 광물들의 산상 및 화학조성 (Occurrence and Chemical Composition of Ti-bearing Minerals from Samgwang Au-ag Deposit, Republic of Korea)

  • 유봉철
    • 광물과 암석
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    • 제33권3호
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    • pp.195-214
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    • 2020
  • 삼광 금-은 광상은 과거 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나였다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥으로 구성된 조산형 금-은 광상이다. 이 광상에서 함 티타늄 광물로는 설석, 티탄철석 및 금홍석이며 설석과 티탄철석은 모암에서만 산출되나 금홍석은 모암과 엽리상 석영맥에서 산출된다. 이들 광물들은 모암에선 흑운모, 백운모, 녹니석, 백색운모, 모나자이트, 저어콘 및 인회석과 엽리상 석영맥에선 백색운모, 녹니석 및 유비철석 등과 함께 산출된다. 설석은 최대 3.94 wt.% (Al2O3), 0.49 wt.% (FeO), 0.52 wt.% (Nb2O5), 0.46 wt.% (Y2O3) 및 0.43 wt.% (V2O5) 값을 갖는다. 이 설석은 0.06~0.14 (Fe/Al 비) 값으로 변성기원의 설석이고 XAl (=Al/Al+Fe3++Ti) 값이 0.06~0.15 값으로 저 함량 알루미늄 설석에 해당된다. 티탄철석은 최대 0.07 wt.% (ZrO2), 0.12 wt.% (HfO2), 0.26 wt.% (Nb2O5), 0.04 wt.% (Sb2O5), 0.13 wt.% (Ta2O5), 2.62 wt.% (As2O5), 0.29 wt.% (V2O5), 0.12 wt.% (Al2O3), 1.59 wt.% (ZnO)로써 As2O5 함량이 높게 산출된다. 금홍석의 화학조성은 모암과 엽리상 석영맥에서 각각 최대 0.35 wt.%, 0.65 wt.% (HfO2), 2.52 wt.%, 0.19 wt.% (WO3), 1.28 wt.%, 1.71 wt.% (Nb2O3), 0.03 wt.%, 0.07 wt.% (Sb2O3), 0.28 wt.%, 0.21 wt.% (As2O5), 0.68 wt.%, 0.70 wt.% (V2O3), 0.48 wt.%, 0.59 wt.% (Cr2O3), 0.70 wt.%, 1.90 wt.% (Al2O3), 4.76 wt.%, 3.17 wt.% (FeO)로써 엽리상 석영맥의 금홍석에서 HfO2, Nb2O3, As2O5, Cr2O3, Al2O3 및 FeO 원소들의 함량이 모암의 금홍석보다 높지만 WO3 원소의 함량은 낮다. 이 미량원소들은 모암의 금홍석[(Fe3+, Al3+, Cr3+) + Hf4++(W5+, As5+, Nb5+) ⟵⟶; 2Ti4++ V4+, 2Fe2++(Al3+, Cr3+) + Hf4++(W5+, As5+, Nb5+) ⟵⟶ 2Ti4++2V4+], 엽리상 석영맥의 금홍석 [(Fe3+, Al3+) + As5+ ⟵⟶ Ti4++ V4+, (Fe3+, Al3+) + As5+ ⟵⟶ Ti4++Hf4+, 4(Fe3+, Al3+) ⟵⟶ Ti4++(W5+, Nb5+) + Cr3+]로써 치환관계가 있었다. 이들 자료를 근거로, 모암내 산출되는 설석, 티탄철석 및 금홍석은 광역변성작용 동안 모암광물들의 변질 시 광물내 존재했던 W5+, Nb5+, As5+, Hf4+, V4+, Cr3+, Al3+, Fe3+, Fe2+ 등과 같은 양이온들의 재 용해 및 농집에 의해 형성되었다. 그후 계속된 연성전단 시 엽리상 석영맥내 금홍석은 열수 용액의 유입에 따른 백색운모와 녹니석의 모암변질작용에 의한 양이온들의 재 용해 및 재 농집과 더불어 초기에 형성된 설석, 티탄철석 및 금홍석과의 반응에 의해 기존에 이들 광물내에 존재하였던 Nb5+, As5+, Hf4+, Cr3+, Al3+, Fe3+, Fe2+과 같은 양이온들의 재농집에 의해 형성된 것으로 생각된다.

전자빔 진공증착기를 이용한 muffler재료의 표면코팅과 내식특성 (Corrosion Behavior and Surface Coating of Muffler Materials by Using EB-PVD)

  • 최한철
    • 한국표면공학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.39-48
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    • 2001
  • Fe-Cr-Al alloy has been studied for application in automobile muffler materials due to good corrosion and oxidation resistance. In order to develop the automobile muffler materials, corrosion behaviors of electron beam physical vapor deposition (EB-PVD) coated surface of muffler matericls of muffler materials were investigated using potentiostat. For 0.1M NaCl solution, corrosion potential and pitting potential of Fe-20Cr-10Al was higher than that of Fe-5Cr- 10Al samples. Especially, in the case of Ti and Nb coated samples, pitting potential increased remarkably compared with non-coated samples. For 0.1M $CaCl_2$ solution, Ti-coated Fe-20Cr-10Al showed remarkably improved pitting corrosion resistance in comparison with non-coated Fe-20Cr-10Al and Fe-5Cr-10Al. The number and size of pits were decreased in the case of Ti coated samples in the 0.1M NaCl and 0.1M $CaCl_2$ solution.

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Cr+Fe 첨가시 PAN-PZT계 세라믹의 전기적 특성에 미치는 영향 (The effect on the electric characteristics of PAN-PZT ceramics dopped with Cr+Fe)

  • 신혜경;김현철;허석현;김진섭;배선기
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.251-254
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    • 2000
  • This paper was to measure the structure, electric characteristics of 0.05Pb($(Al_{0.5}Nb_{0.5})$) - 0.95Pb$(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ ceramics dopped with Cr+Fe. The results of this paper were gotten such as follows; The dielectric constants were decreased with Cr+Fe. The dielectric loss was minimum value of 1.008[%], dopped with Cr+Fe O.9[wt%] at 1200[$^{\circ}C$], In case of sintering at 1150[$^{\circ}C$], electromechanical factodkp) was maximum value of kp 42.73[%], at Cr+Fe 0.9[wt%]. The mechanical quality factor(Qm) was maximum value at Cr+Fe 1.2 [wt%], Also, in case of dopped with Cr+Fe, it make a improvement in temperature coefficient of resonant frequency at 0.3[wt%], 1150[$^{\circ}C$].

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Gamma Titanium Aluminide의 용접균열 감수성에 관한 연구 (A Study of Weld Cracking Susceptibility of Gamma Titanium Aluminides)

  • 이종섭
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 1995년도 특별강연 및 추계학술발표 개요집
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    • pp.208-211
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    • 1995
  • Five cast gamma titanium aluminides, Ti-45~48%Al-2%Nb-2%Cr (nominal composition in at. %), were laser welded and their weld cracking susceptibilities were evaluated. Laser power, traversing rate and preheat temperature were systematically varied to generate a series of welds exhibiting a wide range of cooling rate ($100^{\circ}C/s-10,000^{\circ}C/s$). As Al content increased and the weld cooling rate decreased, solidification cracking susceptibility increased while solid-state cracking susceptibility decreased. Through laser beam energy input control and preheat, it was determined possible to produce high quality laser welds.

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첨가제에 의한 0.05PAN-0.95PZT계 세라믹의 유전 특성에 관한 연구 (A study on the dielectric characteristics of 0.05PAN-0.85PZT ceramics with additive)

  • 김현철;신혜경;김진섭;윤현상;배선기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1661-1663
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    • 2000
  • This study was to measure the dielectric characteristics of 0.05Pb($Al_{0.5}Nb_{0.5}$)-0.95Pb($Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$[PAN-PZT] system ceramics according to the variation of $Cr_{2}O_3$, $Fe_{2}O_3$ addition amount. 0.0$\sim$1.2[wt%] and according to sintering temperature after creating the specimens with a general sintering way. The results of this study were summarized as follows : the dielectric constant at 20[$^{\circ}C$] reduced dy increasing additive on the whole. The dielectric loss was minimum value of 12.77[%], sintered at 1200[$^{\circ}C$], dopped with $Cr_{2}O_3$ 0.3[wt%] and minimum value of 10.89[%], sintered at 1200[$^{\circ}C$], dopped with $Fe_{2}O_3$ 0.6[wt%]. The variation rate of dielectric constant according to the change of frequency was decreased slowly by increasing frequency. The temperature coefficient of capacitance turned out increasing the stability of the temperature, decreased $Cr_{2}O_3$ 0.3wt% showed its minimum value 0.59[%/$^{\circ}C$], the maximum value 0.9[%/$^{\circ}C$] with $Cr_{2}O_3$ 3wt%.

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광주지역 하상퇴적물에 대한 지질집단별 지구화학적 연구 (Geochemical Study on Geological Groups of Stream Sediments in the Gwangju Area)

  • 김종균;박영석
    • 자원환경지질
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    • 제38권4호
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    • pp.481-492
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    • 2005
  • 이 연구에서는 광주지역 하상퇴적물에 대한 지질집단별 지구화학적 특성에 대해 규명 하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료 104개를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰다. 화학분석을 위한 시료는 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였고, XRF ICP-AES, NAA분석을 실시하였다. 연구지역 하상퇴적물에 대해, 지질집단별 지구화학적 특성 비교와 기존 암석에 대한 연구에서 얻어진 암석화학적인 특성과의 비교를 위해, 선캠브리아기 화강편마암 지역, 쥬라기 화강암 지역, 백악기 화순안산암 지역으로 분리하였다 광주지역 하상퇴적물의 주성분원소 함량은 $SiO_2\;51.89\~70.63\;wt.\%,\;Al_2O-3\;12.91\~21.95\;wt.\%,\;Fe_2O_3\;3.22\~9.89\;wt.\%,\;K_2O\;1.85\~4.49\;wt.\%,\;MgO\;0.68\~2.90\;wt.\%,\;Na_2O\;0.48\~2.34\;wt.\%,\;CaO\;0.42\~6.72\;wt.\%,\;TiO_2\;0.53\~l.32\;wt.\%,\;P_2O_5\;0.06~0.51\;wt.\%\;and\;MnO\;0.05\~0.69\;wt.\%.$이다. 하상퇴적물과 암석에 대한 AMF 삼각도에서, 암석은 칼크-알칼리계열에 도시되는데 비하여, 하상퇴적물은 솔레아이트 계열과 칼크-알칼리계열의 경계부위에 도시된다. 이는 $Fe_2O_3$ 함량이 암석에서보다 하상퇴적물에 더 많이 함유되어 있는 것과 관련이 있는 것으로 보인다. $SiO_2$에 대한 $K_2O+Na_2O$의 비교그림에서, 하상퇴적물은 암석에서와 같이 subalkaline 계열에 점시된다. 하상퇴적물의 미량성분원소 및 희토류 원소 함량은 $Ba 590\~2170ppm$, Be$1\~2.4$ppm, Cu $13\~179ppm$, Nb $20\~34ppm$, Ni$10\~50ppm$, Pb $17\~30$ppm, Sr $70\~1025$ ppm, V$42\~135$ ppm, Zr$45\~171$ ppm, Li$19\~77$ppm, Co$4.3\~19.3$ppm, Cr$28\~131$ppm, Cs$3.1\~17.6$ ppm, Hf $5\~27.6$ ppm, Rb $388\~202$ ppm, Sb$0.2\~l.2$ ppm, Sc$6.4\~17$ ppm, Zn $47\~389$ ppm, Pa $8.8\~68.8$ ppm, Ce$62\~272$ppm, Eu$1\~2.7$ppm and Yb$0.9\~6$ppm의 범위를 보인다.