| 초록 |
대표적인 2상 (α+β)형 타이타늄 합금인 Ti-6Al-4V 합금은 강도, 내부식성, 용접성 등 우수한 기계적 특성으로 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그러나 Ti-6Al-4V 합금은 고가의 원소(V)를 포함하고 있어 높은 가격을 가지므로 상업용 재료로 사용하는 데에 한계가 있다. Fe는 원소재의 단가가 낮고 타이타늄 합금에서 V과 같은 β 안정화 원소로 합금의 성형온도를 낮추어 공정비용을 감소시킬 수 있다. 또한, Ti-Al-Fe계 합금은 Ti-6Al-4V 합금과 가장 비슷한 기계적 특성을 가져 대체 합금으로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 Ti-Al-Fe계 합금은 낮은 온도에서 시효처리 시 TiFe가 석출되고 이는 기계적 특성을 감소시킨다. 본 연구에서는 열처리 공정(700℃/1h, 600℃/24hrs)에 따른 Ti-5Al-2.5Fe 합금의 미세조직 변화 및 기계적 특성을 분석하였고 TiFe가 합금에 미치는 궁극적인 원인을 파악하였다. 700℃에서 1시간 열처리한 합금은 (α+β)형 타이타늄 합금에서 전형적으로 나타나는 층상조직을 나타냈다. 반면, 600℃에서 24시간 동안 시효 처리한 합금에서는 구상화된 α 기지와 α 결정입계에 TiFe 석출물이 관찰되었다. 석출된 TiFe는 α 기지와 특정 방위를 가지고 성장하며 그에 따라 산소의 이동을 야기했다. 산소의 이동은 타이타늄 합금의 기계적 특성에 큰 영향을 미치므로 시효 처리 시 기계적 특성은 감소하였다. |
