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미량의 보론으로 수정된 단조 된 Ti-B20 합금의 미세조직과 기계적 성질

전문가 제언: ○ 고강도 준안정 티타늄 합금인 Ti-B20-0.1B(중량 %)의 미세조직과 인장강도 성질이 연구되었다. 합금이 진공 아크 용해에 의해 2중 용해되었고 그 후 + 상 영역에서 단조되고 열처리되었다. 미세조직 특성과 미세조직-성질 상관관계가 780℃/740℃에서 용체화 처리와 그 후 450℃에서 600℃까지 시효 처리에 의해 조사되었다. 결과는 단조된 합금 강도가 미량의 보론에 의해 개선된 것을 보여 주었다.

○ 780℃에서 용체화 처리되고 그 후 시효 처리된 합금의 강도는 740℃의 것보다 높았다(UTS=1679.4MPa). 반면 합금이 고온에서 용체화 처리된 후의 연성은 낮은 온도의 것보다 낮았다(10%). 그리고 합금이 740℃에서 용체화 처리된 후에 단시간이나 저온 시효된 미세조직에서는 2차 상은 불완전하게 석출되었고 석출이 없는 구역이 발견되었다. 2차 상은 시효 온도와 시효 시간의 증가와 함께 성장했다.

○ 보론 합금은 용해도 한계 내의 함량(약 0.05 중량%)에서 Ti-6Al과 Ti-6Al-4V(중량%)의 주조 합금의 소성에 유익한 효과를 주고, 금속 보라이드 공정의 존재 범위(조사된 2.0과 2.5 중량%)에서 강도와 경도 HV를 향상시킨다. 보라이드 보강은 Ti-6Al과 Ti=6Al-4V 합금의 경도와 강도에 많은 공헌을 해서 실온에서 400℃까지에서 경도와 강도를 1.5∼2배나 증가시킨다.

○ 보론은 단조된 Ti-6Al-4V 합금의 연성을 개선하는데 도움이 된다. 적절한 단조 후 열처리가 와 상 사이의 균형을 제어할 수 있어서 단조된 합금의 연성을 조정할 수 있다. TiB 크기, 방향, 이전 상, 결정 입계 크기 및 상의 체적 분율 모두가 Ti-6Al-4V 합금의 기계적 성질을 제어하는데 중요한 역할을 한다. 적당량의 보론 추가 및 열처리로 높은 강도와 연성을 가진 수정된 Ti-6Al-4V 합금 단조를 개발할 수 있다.

○ Ti 단조품은 자동차경량화, 의료용 생체 재료 및 항공 우주 부품 분야에서 그 중요성이 점차 커지고 있다. 따라서 미량 보론으로 수정된 Ti-B20 합금 단조품 관련 개발을 촉진하여야 한다.

저자: Liguo Huang, Yuyong Chen
자료유형: 니즈학술정보