일반기술

Y가 첨가에 의한 TiAl계 금속간화합물의 제조 및 기계적 성질향상

[해결하고자 하는 과제]항공, 우주분야 및 자동차 분야, 산업 기계분야 등에 응용 될 수 있는 구조용 내열 재료의 개발[과제 해결을 위한 수단]본 발명은 금속간 화합물 중 우수한 고온 특성을 가진 TiAl 합금을 이용하여 현재 가장 실용화에 가까운 γ-TiAl은 Ti3Al 보다 낮은 밀도를 가지며 고온 특성이 우수하나 상온에서의 낮은 연성과 파괴인성, 전 온도 구간에서의 낮은 가공성 등의 문제점이 발생하는바, 상기의 문제점들을 해결하고자 Y이 포함된 TiAl계 금속간 화합물을 연구하여, 입자 크기 및 층상 간격을 미세화함으로써, 상온 연성 및 인장간도를 증가시키고, 내크립성 등 고온 특성 및 내산화성을 향상시키는 방법을 제공한다.금속간 화합물 중 TiAl 합금은 규칙격자 내의 강한 Ti-Al 결합으로 인해 고온에서도 높은 탄성율을 유지하고 있다. 또한 고온 재료의 중요한 특성인 크립 및 내산화성이 초내열 합금과 동일하며, Ti 합금 보다 월등히 우수한 것으로 보고되고 있다. 1950년대 초 주조 TiAl 합금의 고온 특성이 우수하다는 결과가 보고되었으며, 이에 대한 계속적인 평가로 TiAl 합금이 구조용 내열 재료로서 저밀도, 고온 강도, 내산화성 및 고온 내식성 등에 대해 우수한 특성을 가진 것으로 평가되었다.현재 개발된 TiAl계 합금 중에서 실용화에 가장 가까운 γ-TiAl의 경우 고온 특성이 우수하다고 알려져 있으나, 상온에서의 낮은 연성과 파괴 인성, 전 온도 구간에서의 낮은 가공성 등의 문제점이 발견되고 있다.이에 본 발명은 Y이 포한된 TiAl계 금속간 화합물을 연구하여 입자 크기 및 층상 간격을 미세화 함으로써, 상온 연성 및 인장 강도를 증가시키고, 내크립성 등 고온 특성 및 내산화성을 향상시켰다.본 발명은 Y(이트륨)이 포함된 TiAl계 금속간 화합물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TiAl계 금속간 화합물에 특정 함량의 Y를 첨가시켜 입자 크기 및 층상 간격을 미세화 함으로써 상온 연성 및 인장 강도를 증가시키고, 내크립성 등 고온 특성 및 내산화성이 향상되어, 항공․우주 분야, 자동차 분양 및 산업기계 분야 등에 구조용 내열 재료로서 유용하게 응용될 수 있다.본 발명은 TiAl계 금속간 화합물에 특정 함량의 Y을 첨가시켜 입자 크기 및 층상 간격을 미세화 함으로써, 상온 연성 및 인장 강도를 증가시키고, 내크립성 등 고온 특성 및 내산화성이 향상되어 항공, 우주 분야, 자동차 분야 및 산업기계 분야 등이 구조용 내열 재료로서 유용하게 응용될 수 있다.본 발명의 결과는 향후 국내 산업에 주축이 될 항공, 우주 분야, 자동차 분야 및 산업기계 분야 등에 기반으로 사용될 수 있다. 본 발명에서는 현재 상용화에 가까운 γ-TiAl의 취약점을 보완하여 상온 연성 및 인장 강도를 향상시키는 결과를 보임으로, 앞으로의 산업 기반에 축적된 기술로서 기여할 수 있을 것이다.