냉각속도가 W-Ni-Fe 고밀도합금의 기계적 성질에 미치는 영향

Abstract

Ni/Fe무게비를 변화시켜가면서 냉각속도가 소결하여 얻은 W-NiFe 계 고밀도 합금의 기계적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 텅스텐의 양은 90wt\%로 고정시키고, Ni/Fe 무게비는 7/3, 5/5, 3/7로 변화시켰다. 인장시편은 보통 사용되는 분말야금법에 의해 만들었으며, 소결은 $1450\,^\circ\!C$에서 30분동안 수소분위기에서 실시하였고 냉각속도는 $10 \sim 400 \,^\circ\!C/\min$의 범위내에서 변화시켰다. Ni/Fe무게비가 7/3인 합금에서, UTS는 냉각속도가 빠를수록 약간씩 감소하며, elongation은 냉각속도가 느릴때는 약 15\%이지만 냉각속도가 빠른 $400\,^\circ\!C/\min$ 일 때는 약 7\% 임을 보이고 있다. Ni/Fe 무게비가 5/5인 합금에서, UTS는 냉각속도에 관계없이 약 $90 kg/mm^2$을 유지하고, elongation은 냉각속도가 빠를수록 약 17\%에서 20\% 까지 약간씩 증가한다. Ni/Fe 무게비가 3/7인 합금에서는, UTS와 elongation둘다 냉각속도가 $10\,^\circ\!C/\min$에서 약 $100\,^\circ\!C/\min$로 증가함에 따라 급격히 증가하지만, 이로부터 $400\,^\circ\!C/\min$ 까지는 약간 증가함을 보이고 있다. 냉각속도 $400\,^\circ\!C/\min$에서 얻어진 UTS 및 elongation은 각각 약 $100kg/mm^2,\; 11\%$이다. 실험결과는 이전 결과들과 비교되었고, 현미경조직이나 microhardness 를 통해 나타난 결과들을 설명하려 하였다. 기지상의 변화를 조사하기 위해 조성은 50W-50(Ni+Fe) 로 하고 Ni/Fe 무게비를 변화시키면서 또 다른 시편을 소결하여 준비하였다. 이렇게하여 얻은 시편의 밑부분은 기지상내에 텅스텐 입자로 이루어져 있고 윗부분은 텅스텐 입자는 밑바닥으로 가라앉아버리고 기지상만으로 되어 있었다. 일반적으로 기지상만으로 된 윗부분에서의 현미경조직과 microhardness 는 텅스텐입자 사이에 있는 밑부분에서의 기지상의 것들과는 서로 달랐다. W-Ni-Fe계 합금의 기계적성질에 냉각속도가 미치는 요인은 텅스텐과 기지상의 계면이나 기지상내에서, 텅스텐이나 텅스텐 rich phase 가 석출하기때문인 것으로 생각된다. Ni/Fe 무게비가 3/7인 경우에는 평형상태도가 보여주듯이 냉각됨에 따라 여러가지 상들이 생기며 얻어진 성질도 냉각속도에 따라 크게 달라질 수 있을 것이다.