초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
1차년도 가장 우수한 상온연성을 보여주었던 금속간화합물의 조성최적화 및 후공정처리를 통하여 상온연성확보를 위한 방법을 강구하고, 이를 통하여 1차년도 결과보다 우수한 상온 연성을 확보할 수 있었음. 뿐만 아니라 이러한 금속간화합물은 고온에서의 안정성도 우수하여 고온물성도 상용 고온소재에 비해서 월등히 우수함을 확인할 수 있었음. 1차년도 개발 금속간화합물의 상온 연성은 TEM과 EBSD 분석 등을 통하여 Ti₂(Al,Nb)상임을 확인하고, dislocation 분석을 통하여 burgers

Ⅳ. 연구개발결과
1차년도 가장 우수한 상온연성을 보여주었던 금속간화합물의 조성최적화 및 후공정처리를 통하여 상온연성확보를 위한 방법을 강구하고, 이를 통하여 1차년도 결과보다 우수한 상온 연성을 확보할 수 있었음. 뿐만 아니라 이러한 금속간화합물은 고온에서의 안정성도 우수하여 고온물성도 상용 고온소재에 비해서 월등히 우수함을 확인할 수 있었음. 1차년도 개발 금속간화합물의 상온 연성은 TEM과 EBSD 분석 등을 통하여 Ti₂(Al,Nb)상임을 확인하고, dislocation 분석을 통하여 burgers vector를 모두 분석함으로써 금속간화합물에서 발견되는 slip system을 명확하게 밝혔고, 실제 Ti2(Al,Nb) 금속간화합물의 생성전에 존재하였던 prior B2 boundary가 아닌 내부 segregation에 의해서 발생하는 dendrite에서 파단이 일어나는 것을 확인하여 상온 변형을 수용할 수 있었던 원인을 밝혀냈음. 마지막으로 1차년도 마그네슘계 금속간화합물의 낮은 상온연성을 활용하여 수소저장소재로의 대형생산 가능성을 도출하여 신규 과제로 이끌었음.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

The project entitled "Development of advanced intermetallic-based materials and research on their characteristics“ has been performed to explore various intermetallic-based materials with improved room temperature ductility.
The intermetallic compounds, that combine two or more species of metal e

The project entitled "Development of advanced intermetallic-based materials and research on their characteristics“ has been performed to explore various intermetallic-based materials with improved room temperature ductility.
The intermetallic compounds, that combine two or more species of metal elements in a simple integer ratio, are known to exhibit extraordinary thermal, physical and mechanical properties that cannot be inferred from the properties of raw materials and commercial materials. A binary combination of metal elements on the periodic table can result in more than 3,000 combinations, but intermetallic compounds that have been researched, developed, and commercialized are limited to a few parts of the combinations such as TiAl, NiTi and etc. Therefore, the major scope in this study is to find new binary or tertiary combinations of metallic elements, which could provide inherently improved room temperature ductility, and to analyze their deformation mechanisms.
The Ti-25Al-5Nb and Ti-25Al-10Nb alloys had been designed to utilize the Ti₃Al intermetallic compound for the improved high temperature strength, as was prescribed by the previous result. For more improved mechanical properties both in room temperature and high temperature regime, following three different attempts have been conducted; 1) Increase in Al content, 2) Addition of β stabilizer, 3) Change in alloy system from the Ti-Al-Nb to the Nb-Ti-Al. As Al content increases, the alloy becomes too brittle to be sampled for the mechanical test, either by casting or by additive manufacturing. The addition of Mo, a β stabilizing element, affects the Ti₃Al phase fraction of this alloy, which is turned out to have similar phase fraction with the Ti-Al-Nb alloy at the 10at.% of Mo. However, it is also too brittle to be sampled as a test specimens. At last, we found that fully β microstructure can be obtained in the Nb-Ti-Al alloy system, fabricated by VAR. Furthermore, the fraction of intermetallic phase can be increased by post thermo-mechanical treatment. Applying the heat treatment and forging cycle, the Nb-40Ti-25Al alloy can provide more than 2 % of room temperature ductility, as well as 500MPa of 800℃ tensile strength, which are 1.35%, 86MPa higher than commercial TiAl alloy, respectively. The deformation mechanism of Ti-Al-Nb alloy system is also analyzed by using TEM and EBSD techniques. All the intermetallic phases are identified as Ti₂(Al,Nb), an orthorhombic crystal structure, and provide three independent slip systems.
We developed the intermetallic-based materials providing 1% of room temperature elongation as well as 400MPa of tensile strength. The Nb-Ti-Al alloy, one of alloys developed, can achieve the goal of present research, by strengthening with an optimal fraction of Ti₂(AlNb) and by helping three independent slip systems overcome its brittle nature.

(source : Summary 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 8
• 제 2 절 연구개발의 목적 ... 9
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제 1 절 현재까지의 국내외 기술 개발 현황 ... 10
• 제 2 절 현 기술 상태의 취약성 ... 10
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 + 연구추진 진척도 ... 11
• 제 1 절 금속간화합물 개발 ... 11
• 제 2 절 금속간화합물 변형기구 분석 ... 22
• 제 3 절 1차년도 결과 바탕 신규과제 도출 ... 28
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 30
• 제 1 절 성과 목표 달성도 ... 30
• 제 2 절 관련분야에의 기여도 ... 30
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 32
• 제 1 절 연구성과 활용계획 ... 32
• 제 2 절 연구수행의 애로사항 ... 32
• 제 6 장 참고문헌 ... 32
• 끝페이지 ... 34