합금의 수지상 성장

전문가 제언

○ 응고는 응고를 추진시켜 주는 과냉의 크기에 의해 응고속도가 결정되는 표면반응으로 볼 수 있다. 정상상태의 응고과정에서는 평활한 고상­액상 계면이 일정한 속도로 균일하게 이동하면서 규칙적인 층상 또는 섬유상의 공정조직이 만들어진다.

○ 과랭된 순금속이나 합금으로부터 단상의 고상이 액상내에서 성장할 때 고상은 수지상 형태로 성장한다. 이는 응고시 발생하는 응고잠열 또는 용질의 재분배에 의해 열 또는 용질의 확산장이 이동하는 고­액계면(solid­liquid interface)의 전방에 생성되기 때문이다.

○ 공정점에서의 과랭을 설명한는 Gibbs­Thomson의 원칙(△Tσ=2γ/r△Sm)을 보면, 평형상태에서 고­액계면의 곡률반경이 높을수록 액상에서 용질원자의 농도는 줄어든다. 이런 관점에서 볼 때 곡률반경이 10㎛와 같거나 그 이하인 경우에는 과냉의 역할이 매우 중요하다.

○ 용접의 경우를 보면, 용융지에서 고상이 성장하는 과정에서 고­액계면의 형상에 따라 미세조직의 특성이 결정된다. 고­액계면의 안정도는 계면 근방의 열적상태와 조성적 과랭(constitutional supercooling)에 달려 있으며, 상황에 따라 평면상(planar), 셀상(cellular), 또는 수지상(dendrite) 형태의 계면으로 성장한다.

○ Phase field 모델은 고상이 시간에 따라 성장할 때 고­액계면의 형태 변화를 추적하는데 있어서 매우 유용한 방법이다. 수지상으로 성장하는 과정에서 용질원소의 분포를 해석할 때는 수지상 꼭지와 수지상 사이에서 일어나게 되는 용질원소의 재분배를 반드시 고려해야 한다.

저자

Toshio SUZUKI

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2008

권(호)

58(1)

잡지명

？金？　

과학기술
표준분류

재료

페이지

33~37

분석자

김*태

분석물

• 합금의 수지상 성장―LKT 모델과 phase field 모델―.pdf [208,091 byte]

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