[논문]니켈계 초합금 CMSX 6 단결정 주조조직의 석출물구조 분석

안성욱; 김수철; 임옥동; 김승호; 진영훈; 최종수; 이재훈; 이상준; 서동이; 이태훈; 허무영

니켈계 초합금 CMSX 6 단결정 주조조직의 석출물구조 분석
Structural analysis of Precipitates in a Nickel based Cast Single Crystal of CMSX 6 원문보기

한국재료학회지 = Korean journal of materials research, v.8 no.12, 1998년, pp.1165 - 1169

안성욱 (한국과학기술연구원 금속연구부) , (한국과학기술연구원 금속연구부) , (한국과학기술연구원 금속연구부) , 김수철 (한국과학기술연구원 금속연구부) , 임옥동 (한국과학기술연구원 금속연구부) , 김승호 (고려대학교 금속공학과) , 진영훈 (고려대학교 금속공학과) , 최종수 (한전기공주식회사) , 이재훈 (한국타이어중앙연구소) , 이상준 (국립기술품질원 기계금속부) , 서동이 (미시간대학교 재료공학과) , 이태훈 , 허무영 (고려대학교 금속공학과)

초록
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제1세대 니켈계 단결정 초합금인 CMSX 6를 사용하여 셀렉타법으로 진공 정밀주조하여 단결정을 제작하였다. 주형온도 약 150$0^{\circ}C$, 주입온도 약 163$0^{\circ}C$와 용탕 주입 직후 주형을 2.5mm/분 속도로 하강시켜 단결정을 성장시켰다. 단결정 주조조직에서 기지와 공정조직은 ${\gamma}$' 석출물(Ni$_3$(Al, Ti)) 모양과 크기에 따라 각각 모두 두영역으로 구분되었으며, 공정조직의 Ti함랗은 기지보다 높았다. 즉, EPMA 및 CBED 분석 등으로 ${\gamma}$' 석출물을 분석한 결과, 기지내의 ${\gamma}$'은 크기가 0.5~0.7$\mu\textrm{m}$ 이하이며 화학조성상 Ni$_3$Al에 가까웠으며 격자구조도 Ll$_2$를 나타내었다. 반면에 공정조직에 가까울수록 ${\gamma}$' 크기는 1.0$\mu\textrm{m}$보다 컸으며, 모양도 판상형의 거대한 모양으로 바뀌었다. 화학조성 또한 Ni$_3$Ti에 가까웠으며 격자구조도 D $O_{24}$를 나타내었으므로 수지상과 공정조직의 ${\gamma}$' 석출물은 화학조성 및 격자구조가 상이함을 알 수 있었다.

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A single crystal cast blade was manufactured by CMSX 6, one of the first generarion nickel based single crystal superalloys by the selector method in a vacuum furnace. The single crystal has been grown with cooling rate of 2.5 mm/min, after pouring the molten alloy of 163$0^{\circ}C$ to the mold heated to 150$0^{\circ}C$. The cast structure could be classified into matrix (dendrite) and eutectic regions in ${\gamma}$'shape and size. The eutectic region showed higher Ti content. As the additional results of ${\gamma}$'precipitates by EPMA and CBED analysis the ${\gamma}$'size was less than 0.5~0.7$\mu\textrm{m}$, showing the chemical composition close to Ni$_3$Al of Ll$_2$ lattice structure. But ${\gamma}$'size has increased to bigger than 1.0$\mu\textrm{m}$, being near to eutectic region, changing its shape to bar or huge block types. These showed the chemical structure near to Ni$_3$Ti of D $O_{24}$ lattice structure. Therefore, ${\gamma}$'morphology of dendrite and eutectic regions depends absolutely on its chemical composition and lattice structure.

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