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다이캐스팅 금형용 Ni기 합금

전문가 제언: ○ 다이캐스팅을 위시한 열간단조, 열간압출 등에서는 성형용 금형으로 H-13강(UNS T20813), SKD강, SKT강이 많이 사용되며 이외에도 마레이징(Maraging)강, 마르텐사이트계 스테인리스강이 있다. 이러한 공구강류에서는 저탄소강 성분에 W, Cr, Mo, V 등을 첨가하며 고온강도의 저하를 방지하고 있으나 열균열저항과 열간강도가 취약하여 자주 교체해야 하는 것이 결점이다.

○ 또한 인성이 낮고 급격한 온도변화에서 균열이 생기기 쉬우므로 열간강도는 다소 희생시키고 인성과 열전도율을 개선하여 열충격을 강화하거나 ESR(Electro Slag Remelting)법으로 응고시켜 편석을 방지함으로서 열적 안정성을 높이고 있으나 강(steel)의 취약점을 극복하는 데에는 한계가 있다. 따라서 최근 고온강도와 크립강도가 우수한 Ni기 내열합금의 이용에 대한 관심이 높아지고 있다.

○ Ni기 초내열합금으로는 가스터빈용이나 항공기 엔진용으로 Alloy718합금을 위시하여 Nimonic80, IN617 등 여러 종류의 Ni기 초내열합금이 개발되어 있다. Ni기 합금의 열간강도나 열적 안정성이 우수한 것은 무엇보다도 Ni3Al과 같은 금속간화합물(γ‘)의 석출에 의한 것으로서 본 발명의 Ni기 합금에서도 이 원리를 적극적으로 이용하고 있다.

○ 본 발명의 특징으로는 재료가격을 고려하여 Cr과 Fe의 농도의 합을 44% 이하로 하고, Ni, Mo, Nb와 같은 고가원소의 함량을 낮추고도 우수한 열피로저항과 고온강도를 얻고 있는 점이다. 즉 열피로저항과 인성은 현재 널리 실용되고 H-13강 보다 우수하고 기계가공성은 가스터빈용 초내열합금인 Alloy718보다 우수하여 특성과 경제성의 양면에서 성형용 다이소재로 응용성이 클 것으로 생각된다.

○ Ni기 초내열합금에 대하여는 국내에서도 KIST를 중심으로 1970년대부터 연구되어 왔고 재료기술연구소(KIMS)에서도 최근 항공기 및 발전용 Ni기 초내열합금을 개발하는 등 본 특허기술과 관련한 국내기술도 높은 수준에 있으므로 본 발명기술에 관한 응용기술의 발전이 요구된다.

저자: ATI Properties Inc.
자료유형: 특허정보