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Korean Journal of Materials Research, Vol.11, No.5, 345-353, May, 2001
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원료분말과 금속간화합물 분말로 기계적 합금화한 Al 3 ( Nb 1?x Zn x ) 합금의 미세구조특성
Microstructural Characterization of Al 3 ( Nb 1?x Zn x ) Alloy Prepared by Elemental Powder and Intermetallic Powder
이광민, 이지성, 안인섭1
  • 전남대학교 공과대학 금속공학과
  • 1경상대학교 공과대학 재료공학과
Kwang-Min Lee, Ji-Sung Lee, and In-Shup Ahn1
  • Department of Metallurgical Engineering, Chonnam National University, Kwangju, 500-757, Korea
  • 1Dept. of Metallurical and Materials Engineering, GyeongSang National Univeristy, Chinju 600-701, Korea
초록
본 연구에서는 MA 방법을 사용하여 Al 3 Nb 금속간화합물의 조성에 Zr을 첨가하여 Al 3 (Nb 1?x )Zr x 합금분말을 제조한 후 이에 따른 상변화 거동 및 미세구조특성을 분석하였다. MA는Al 3 (Nb 1?x )Zr x 의 조성으로 Al, Nb, Zr 원료분말과 arc meltinly된 Al 3 Nb, Al 3 Zr 금속간화합물 분말을 사용하여 300rpm의 회전속도로 20시간 동안 MA하였다. 이때의 정상상태의 원료분말은 약 4 μm 의 평균입도와 약 12~18nm의 결정립크기를 가졌으며, arc melting된 분말은 약 2 μm 의 평균입도와 약 14nm의 결정립크기를 가지는 분말을 얻을 수 있었다 원료분말과 금속간화합물 분말의 MA 기구는 상이한 거동을 나타내었으며, 분말의 내부변형량은 원료분말이 금속간화합 분말보다 내부변형량이 더 많이 축적되었다. 이는 원료분말의 MA 경우 냉간 압접과 파괴가 반복적으로 진행되었지만 금속간화합물 분말은 취약한 화합물상이어서 냉간압접 보다는 파괴가 지배적으로 진행되었기 때문이다. 원료분말을 MA하였을 경우에는 Al (Nb.Zr) 2 상이 형성되었으나 금속간화합물 분말로 MA하였을 경우에는 3원계 화합물상이나 비정질상으로 상변태 되지 않고 단지 두 합금상이 분쇄되어 나노복합화 되었다. 후속 열처리에 의해 원료분말인 경우에는 Al 3 (Nb.Zr)의 화합물상이 쉽게 형성되었으나, 금속간화합물 분말의 경우에는 새로운 상 생성은 얼었고 단지 열처리 전의 분말내부에 쌓여있던 내부변형에너지가 약 60% 정도 감소하였다.
The present study was carried out to investigate the effect of zirconium addition to Al 3 Nb intermetallic on the crystal structural modification and microstructural characterization of Al 3 Nb intermetallic. Elemental Al, Nb, Zr powders and arc melted Al 3 Nb and Al 3 Zr intermetallic mixed powders were used as starting materials. MA was carried out in an attritor rotated with 300 rpm for 20 hours. The behavior of MA between two starting materials was some-what different in which the value of internal strain of the elemental powders was higher than that of the intermetallic powder. The intermetallic powder was much more disintegrated during the MA processing. In the case of the elemental powders, AlNb 2 phase were transformed to Al(Nb.Zr) 2 as a result of ternary addition of Zr element. With the successive heat treatment at 873K for 2 hours, the Al(Nb.Zr) 2 phase was transformed to more stable Al 3 (Nb.Zr) phase. This transformation was clearly confirmed by the identification of X-ray peak position shift. On the other hand, in the carte of the intermetallic powder, there was no evidence of phase transformation to other ternary intermetallic compounds or amorphous phases, even in the case of additional heat treatment. However, nano-sized intermetallic with Al 3 Nb and Al 3 Zr were just well distributed instead of phase transformation.
Keywords:Intermetallic Powder;Elemental Powder;Mechanical Alloying(MA)
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