이트륨 편석이 타이타늄의 기계적 성질 및 집합조직에 미치는 영향
Effect of yttrium segregation on mechanical properties and texture of titanium
- 주제(키워드) 도움말 입계편석 , 타이타늄 합금 , 이트륨 , 집합조직 , 기계적 성질
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 민석홍, 하태권
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2017. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 신소재공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000009326
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
현재 해수쿨러 열교환기를 필요로 하는 산업분야에서는 전열판의 재료로 내식성이 강한 순수 타이타늄을 사용하고 있으며, 타이타늄 합금의 경우 연신율이 15% 미만이기 때문에 사용이 제한되었다. 이에 따라 순수 타이타늄 대비 고강도 고연신율을 갖는 2원계 타이타늄 합금을 개발 하고자 한다. 본 연구에서는, 용질원소의 입계편석이 순수 타이타늄에 기계적 성질과 집합조직에 미치는 영향에 대하여 실험을 진행하였다. 타이타늄에 입계편석을 위하여 열역학적 계산을 통해 혼합 엔탈피가 양수인 이트륨을 선정하였다. 편석은 재료 내에 결함 및 계의 전체 자유에너지를 감소시키며 용질전이효과 떄문에 입계 이동도 감소시키므로 결과적으로 결정립 성장을 억제시킨다. 타이타늄-이트륨 합금을 제조하기 위해 무게분율로 이트륨을 각각 0.1, 0.5, 1, 3wt%로 준비하였으며, 잉곳제조 후 이트륨의 조성은 0.07, 0.43, 0.80, 2.14wt%로 분석되었다. 타이타늄-이트륨 합금 잉곳을 600μm 판재로 제조하였으며, 재결정 열처리를 873K에서 1123K까지 30분간 실시하였다. 이트륨 함량에 따른 미세조직을 확인하기 위해서 광학현미경 및 전자후방산란회절(Electron back-scattering diffraction, EBSD) 법으로 분석하였으며, 이트륨 함량이 증가할수록 결정립 미세화 효과를 확인할 수 있었다. 타이타늄-이트륨 합금의 기계적 성질은 인장시험으로 확인하였다. 또한, 집합조직은 전자후방산란회절과 X-ray diffractometer(XRD)로 분석을 진행하였고 추가적으로 이트륨의 2차상 형성 확인 및 타이타늄에 이트륨 입계편석 유무를 규명하기 위하여 투과전자현미경(Transmission electron microscope) 및 3-Dimensional atom probe 분석을 실시하였다.
more목차 도움말
Ⅰ. 서 론
1.1 연구 배경 및 목적 1
Ⅱ. 이론적 배경
2.1 순수 타이타늄 및 타이타늄 합금
1) 순수 타이타늄 4
2) 타이타늄 합금 7
2.2 결정립 미세화에 의한 강화
1) 결정립계 편석 12
2) 용질전이 효과 16
3) 혼합 엔탈피 21
Ⅲ. 실험방법
3.1 합금제조 25
3.2 판재제조 26
3.3 성분분석 28
3.4 미세조직 관찰 30
3.5 인장시험 30
3.6 집합조직 분석 31
3.7 투과전자현미경 분석 31
3.8 3D 원자탐침 32
Ⅳ. 실험결과 및 고찰 34
Ⅴ. 결론 68
Ⅵ. 참고문헌 69
