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니켈-알루미나이드의 용접방법

전문가 제언: ○ 니켈-알루미나이드(Ni3Al)는 접착성이 강한 산화알루미늄 스케일을 형성하여 고온산화와 부식에 대한 저항성을 향상시키므로, 니켈-알루미나이트를 고온가열로 부품의 적용에 최적 재료로 추천되고 있다. 일례로 압연가공 시 성형가공성을 향상시키는 기술(예, 강냉간압연)을 확립해 나가고 있다. 또한 Ni3Al 박판이 마이크로 리액터 등의 소형 고온의 화학기기에의 응용이 가능한 것으로 실증하였다.

○ 니켈-알루미나이드는 독특한 성질을 지닌 규칙적인 금속 간 화합물로 취성이 크다는 단점이 있지만 국내외 연구기관에서 취성을 방지하는 연구가 활발히 진행되고 있어, 향후 초내열 재료로 수요가 크게 증가할 것으로 예상된다.

○ 니켈-알루미나이드는 단결정과 다결정으로 분류된다. 단결정 니켈알루미나이드는 뛰어난 고온 성질을 갖고 있으며, 단결정을 이용하여 취성입계를 배재하는 방법이 요구되고 있다. 최근 일방향응고법에 의한 단결정육성의 성공으로 냉간압연에 의해 박판제작이 가능하다. 다결정 재료는 고온에서 입계 연성을 지니고 있으나, 산업용 부품을 제조 시 입계를 따라 균열이 발생하여 취성을 나타내는 경향이 있으므로 이에 대한 해결책이 필요하다.

○ 국내 기업체에서 니켈-알루미나이드에 대한 용접기술을 확립시켜 나가기 위해서는 용접그루브 가공, 용접그루브 각(angle), 토치온도, 패스간(interpass) 온도, 입열량, 캡패스(cap pass) 층, 비드 피닝, 토치 각, 직선 용접속도 및 용착속도 등에 대한 세부적인 고려가 필요하다.

○ 최근 들어 기존의 난가공성, 취약성의 개념을 탈피하여 탁월한 내열특성과 가공성을 지닌 금속 간 화합물 소재에 대한 수요가 급증하게 되어, 국내산업의 핵심소재인 고내열 고내식성 소재의 개발이 시급히 요구되고 있다. 특히 열변환 시스템장치나 고온 제조장치에서 에너지효율을 극대화하고, 내열공구 등의 고성능화가 필요하게 되어 새로운 내열소재와 함께 용접?접합기술의 동시개발이 필요한 시점에 와 있다.

저자: ARCELORMITTAL INVESTIGACION Y DESARROLLO S. L.
자료유형: 특허정보