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Korean Journal of Materials Research, Vol.11, No.8, 629-635, August, 2001
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Cu 첨가에 따른 nanocrystalline Ll 2 Al 3 Hf 금속간 화합물의 기계적 합금화 거동 및 진공열간 압축성형거동
Mechanical Alloying and the Consolidation Behavior of Nanocrystalline Ll 2 A 1 3 Hf Intermetallic Compounds
김재일, 오영민, 김선진
  • 한양대학교 공과대학 재료공학부
J.I. Kim, Y.M. Oh, and S.J. Kim
  • Division of Materials Science and Engineering, Hanyang University, Seoul, Korea
초록
고온구조용 재료로 사용이 기대되는 Al 3 Hf금속간 화합물의 단점인 낮은 연성을 개선하기 위하여 SPEX mill을 이용한 기계적 합금화 과정에서의 Ll 2 상 생성거동과 이에 미치는 제3원소의 영향, 그리고 이들 금속간 화합물의 진공열간 압축성형 거동을 조사하였다. Al과 Hf 혼합분말을 기계적 합금화한 결과에 따르면 6시간 milling후에 L 2 Hf 금속간 화합물이 생성되었으며, 이때 결정립 크기가 7~8nm 정도인 nanocrystalline이 형성되었다. Cu를 첨가한 경우에는 10시간 milling 후에 2원계와 동일한 Ll 2 구조의 금속간 화합물이 생성되었으며, 격자상수는 Cu의 함량이 증가함에 따라 감소하였다. 2원계 Al 3 Hf 금속간 화합물의 경우에 Ll 2 상에서 D0 23 상으로의 변태 시작온도는 380 ? C 정도였으며, 변태 종료온도는 열처리시간에 따라 480 ? C 에서 550 ? C 정도를 나타내었다. Cu 함량이 증가함에 따라 변태 시작온도는 상승하였으며 10at.%의 Cu 첨가는 변태 시작온도를 700 ? C 까지 상승시켰다. 2원계 Al-25at.%Hf 혼합분말의 VHP 성형시 750MPa, 400 ? C , 3시간에서 약 89%의 비이론 밀도를 얻을 수 있었다. 같은 온도에서 Cu를 10at.% 첨가한 경우의 VHP 성형시 90%정도의 비이론 밀도를 보여 2원계 A1 3 Hf보다 성형성이 약간 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 성형온도를 500 ? C 로 증가시킨 경우에는 Ll 2 상에서 D0 23 상으로의 상변화나 결정립의 증가없이 약 92.5%의 비이론 밀도를 얻을 수 있었다.
To improve the ductility of A1 3 Hf intermetallics, which are the potential high temperature structural materials, the mechanical alloying behavior. the effect of Cu addition on the Ll 2 phase formation and the behavior of vacuum hot-pressed consolidation were investigated. During the mechanical alloying by SPEX mill, the Ll 2 A1 3 Hf intermetallics with the grain size of 7~8nm was formed after 6 hours of milling in Al-25at.%Hf system. The Ll 2 Phase of Al_3Hfintermetallicswiththeadditionof12.5at. Ll_2phasewasdelayedform6hoursto10hours.Thelatticeparameterofternary Ll_2(Al+Cu)_3HfintermetallicsdecreasedwiththeincreaseofCucontent.Theonsettemperatureof Ll_2to D0_{23}phasein Al_3Hfintermetallicswasaround38 0^{\circ}C,thetemperatureuponcompletionvariedfrom48 0^{\circ}Cto5 50^{\circ}Castheannealingtime.Theonsettemperatureof Ll_2to D0_{23}phasetransformationin (Al+ Cu)_3HfintermetallicsincreasedwiththeamountofCuandthehighestonsettemperatureof 700^{\circ}CwasachievedbytheCuadditionof10at. Al_3Hfintermetallicshot?pressedinvacuumunder750MPaat40 0^{\circ}Cfor3hours.Therelativedensityof92.5 0^{\circ}Cto50 0^{\circ}Cin (Al+Cu)_3Hf$ intermetallics hot-pressed in vacuum under 750MPa for 3 hours.
Keywords:intermetallics;nanocrystalline;Ll 2 structure;vacuum hot pressing
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