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논문 상세정보

합금원소 첨가가 TiAI계의 내산화성에 미치는 영향

Effects of 3rd Element Additions on the Oxidation Resistance of TiAi Intermetallics

초록

합금원소(Cr, V, Si. Mo, Nb)가 첨가된 TiAi 금속간화합물의 고온 산화거동을 대기중의 900~$1100^{\circ}C$에서 관찰하였다. 산화반응물은 XRD, SEM, WDX을 이용하여 분석하였다. 등온 산화에 있어서 Cr과 V이 각각 첨가된 시편은 무게증가가 많았으나, Si, Mo, Vb가 각각 첨가된 시편은 상대적으로 무게증가각 적었아. 그리고, Cr과 V이 각각 첨가된 시편의 산화속도는 TiAi의 그것보다 항상 크게 나타났으며, Si, Mo, Vb가 각각 첨가된 시편의 산화속도는 TiAi의 그것보다 향상되지 않고, Si, Mo또는 Nb 첨가는 내산화성을 향상시킨다. Si, Mo, Nb이 각각 첨가된 TiAI합금표면에 형성된 산화물은 보호막 역할을 함으로 산소와 합금원소의 확산을 감소시키는 역할을 하였다. 특히, Nb는 산화의 초기단계에서는 $AI_{2}O_{3}$를 형성하려는 경향이 강하기 때문에 연속적인 $AI_{2}O_{3}$층과 조밀한 $Tio_{2}+AI_{2}O_{3}$ 혼합층이 형성되었다. Nb가 첨가된 합금의 백금 marker 실험결과에 따르면, 산소가 주로 합금내부로 확산하여 합금표면에서 산화물을 형성하였다. $900^{\circ}C$에서의 열반복주기(thermal cyclic)산화실험 결과, 다른 합금원소와 비교해 볼 때 Cr또는 Nb첨가가 금속기지와 산화층간의 접착력을 향상시키는 것으로 나타났다.

Abstract

Oxidation behaviour of TiAl intermetallic compounds with the addition of Cr, V, Si, Mo, or Nb was investigated at 900~$1100^{\circ}C$ under the atmospheric environment. The reaction products were examined by XRD, SEM equipped with WDX. The weight gain by continuous oxidation increased with the addition of Cr or V, but there was less weight gain when Mo, Si or Nb was added individually. he oxidation rate of Cr- or V-added TiAl was always larger than that of TiAI. However, oxidation rate of Si-, Mo- or Nb-added TiAl was almost same or smaller than that of TiAI. Thus, it is concluded that the addition of Cr or V did not improve the oxidation resistance, whereas the addition of Si, Mo or Nb improved the oxidation resistance. Oxides formed on TiAl with Mo, Si, and Nb were found to be more protective, resulting from the decrease in diffusion rate of the alloying elements and oxygen. Nb strengthened the tendency to form $AI_{2}O_{3}$ in the early stage of oxidation, due to the continuous $AI_{2}O_{3}$ layer formation and dense $Tio_{2}+AI_{2}O_{3}$ layer. According to the Pt-marker test of TiAI- 5wt%Nb, oxygen diffused mainly inward while oxides were formed on the substrate surface. Upon thermal cyclic oxidation at $900^{\circ}C$, it is shown that the addition of Cr or Nb improved the adherence of oxide scale to the substrate.

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이 논문을 인용한 문헌 (1)

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