초록 ▼

○ 자동차나 항공기 등의 열기관의 효율은 온도가 상승하면 증가하는데 열기관 구조재료인 금속은 온도가 상승하면 열화한다. 최근에 Co-Al-W계 합금이 고온에서 고강도를 나타내는 금속간화합물 상이 발견됨에 따라 새로운 Co기 내열재료가 연구 개발되고 있다. 이 재료를 열기관에 이용하면 에너지효율이 향상될 수 있으므로 연료를 절약하고 CO2가스 발생량을 감소하는 효과가 있다고 생각됨으로 소개하는 바이다.

○ Co기 초합금은 고온장치의 봉, 박판, 단조품 등으로 사용하는 S-816, V-36, L-605 등이 있고

○ 자동차나 항공기 등의 열기관의 효율은 온도가 상승하면 증가하는데 열기관 구조재료인 금속은 온도가 상승하면 열화한다. 최근에 Co-Al-W계 합금이 고온에서 고강도를 나타내는 금속간화합물 상이 발견됨에 따라 새로운 Co기 내열재료가 연구 개발되고 있다. 이 재료를 열기관에 이용하면 에너지효율이 향상될 수 있으므로 연료를 절약하고 CO2가스 발생량을 감소하는 효과가 있다고 생각됨으로 소개하는 바이다.

○ Co기 초합금은 고온장치의 봉, 박판, 단조품 등으로 사용하는 S-816, V-36, L-605 등이 있고 제트엔진, 터빈블레이드, 강도와 내산화성으로 사용하는 주조재료이며 Mar-M247, Vitallium(HS-21), X-40(HS-31), WI-52 등이 있다. 이들은 대부분 C(0.12~0.5%), Ni, Si, Cr, Mn, W, Nb 등으로 조성된 Co기 초합금이고 종래에 사용되고 있는 고온재료이다.

○ 본문은 고온재료인 Co-Al-W계 초합금의 새로운 합금개발에 관한 것으로서 Co-Al-W 3원계에서 Co3Al, Co3W 등의 금속간화합물상(‘,)이 Ni합금의 금속간화합물상과 유사한 상으로 발견되었다. 이 ,’상이 내열재료에서 효과적인 강화상으로 이용될 수 있으며, Al을 사용한 금속간 화합물의 고온 안정화가 특징이라고 생각된다.

○ Co기 합금의 Co3X형 최밀충진(GCP : Geometrically Close-Packed)구조는 Ni기 합금에서 다종의 Ni3X형 GCP상이 형성되는 것에 비하여 적은 편이다. 2원계의 Co기 합금에서 발생하는 금속간화합물 Co3W은 준안정형 화합물이지만 Co-Al-W 3원계에서는 Co3(Al,W)의 강한 안정상으로 되어 내열재료를 효과적으로 강화할 수 있음을 시사하고 있다.

○ Co-xAl-yW계 합금에 Ni첨가량이 증가할수록 입방결정에서 구상으로 변화하는 경향이 있으며, 이들 여러 합금에 0.02%B를 첨가한 결과 모두 0.2% 내력이 향상되었고 W함유량이 증가할수록 금속간화합물상이 증가하는 특징을 보였다. 금후 Co기 초합금계를 응용한 고온 열기관이 개발되어 연료소비를 절약할 수 있기를 기대하는 바이다.