Fe-25% Ni-0.2 % C 합금의 소성유기 Martensite 에 관한 연구

김원백,최종술 대한금속재료학회(대한금속학회) 1979 대한금속·재료학회지 Vol.17 No.5

常溫에서 塑性誘起 martensite가 生成될 수 있도록 Ms點을 約 -16℃로 調節한 Fe-25%Ni-0.2%C 合金을 高周波熔解에 依해서 마련하여, 이것에 各種 加工度를 常溫에서 壓延에 依하여 附與한 다음, 塑性誘起 martensite 및 athermal martensite 의 變態樣相과 austenite의 安定化를 加工度에 對해서 調査하였다. 約 20% 以下의 加工度에서는 塑性誘起 martensite가 전혀 生成되지 않았으며 그 以上의 加工度에서는 加工度와 더불어 塑性誘起 martensite量이 增加하였다. 生成된 塑性誘起 martensite의 形態는 加工度에 關係없이 massive type을 나타내었다. 加工된 austenite를 深冷處理할때 生成되는 athermal martensite는 이미 生成된 塑性誘起 martensite 附近에서 優先的으로 發生하였으며, 加工度가 增加된 것일수록 生成된 athermal martensite는 微細하게 되어 있다. 그리고 austenite→athermal martensite 變態時의 austenite 安定化는 加工度가 增加할수록 增加하였다. Fe-25%Ni-0.2%C alloy, Ms temperature of which was controlled to -16℃ so that strain-induced martensite could be transformed at room temperature, was prepared by high frequency induction furnace and plastically deformed to various deformation degrees by rolling at room temperature. Then the aspects of strain-induced martensite transformation, athermal martensite transformation and austenite stabilization were studied. Strain-induced martensite was not produced up to 20% deformation degree. However, in the range of higher deformation degree than 20%, the amount of the martensite increased with increasing deformation degree. The morphology of strain-induced martensite appeared to be massive type, regardless of deformation degree. Athermal martensite, transformed by subzero cooling the deformed austenite, was produced preferentially near the prior strain-induced martensite and the athermal martensite plate became smaller as the deformation degree was increased. The austenite stabilization was increased with deformation degree in transformation of austenite to athermal martensite.

새로운 게터소재로서의 금속 나노 분말

김원백,박제신,서창열,장한권,이재천,박미영,Kim, Won-Baek,Park, Je-Shin,Suh, Chang-Youl,Chang, Han-Kwon,Lee, Jae-Chun,Park, Mi-Young 한국분말야금학회 2007 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.14 No.1

Getter property of nano-sized metallic powders was evaluated as a possible candidate for the future getter material. For the purpose, Ti powders of about 50 nm were prepared by electrical wire explosion. Commercial Ti powders of about 22 micrometer were tested as well for comparison. The room-temperature hydrogen-sorption speed of nano-sized Ti powders was $1.34\;L/sec{\cdot}cm^{2}$ which was more than 4 times higher than that of micron-sized ones. The value is comparable to or even higher than those of commercial products. Its sorption speed increases with activation temperature up to $500^{\circ}C$ above which it deteriorates due to low-temperature sintering effect of nano-sized particles.

$\textrm{TiH}_2$ 분말의 소결

김원백,최국선,서창열,길대섭,하호,Kim, Won-Baek,Choi, Good-Sun,Suh, Chang-Youl,Kil, Dae-Sup,Ha, Ho 한국재료학회 1999 한국재료학회지 Vol.9 No.3

티타늄 수소화물(TiH$_2$) 분말을 원료로 사용하여 Ti 소결체를 제조하였다. 원료분말은 수소화-탈수소화법(HDH법)에 의해 제조한 상용분말이었으며 비교를 위해 동일한 입도를 갖는 Ti 분말도 함께 소결하였다. $TiH_2$는 소결체의 밀도를 현저하게 촉진하였으며 $TiH_2$$\longrightarrow$$Ti+H_2$의 탈수소반응에 의해 생성되 청정한 Ti분말이 소결을 촉진하기 때문인 것으로 판단된다. 같은 이유로 $TiH_2$소결체의 산소농도는 Ti 소결체보다 낮게 나타났다. 소결체의 잔류수소는 소결온도가 증가함에 따라 감소하였으며 $1200^{\circ}C$ 이상에서는 5 ppm 이하의 낮은 값을 나타냈다. 소결체의 경도는 소결밀도 및 산소량에 비례하는 것으로 나타났다. $TiH_2$분말의 cubic$\longrightarrow$tetragonal 변태온도는 X-선 회절분석 결과 $16~20^{\circ}C$ 구간으로 밝혀졌다.

이규화몰리브덴 고온발열체의 제조에 관한 연구

김원백,심건주,장대규,서창열,Kim, Won-Baek,Sim, Geon-Ju,Jang, Dae-Gyu,Seo, Chang-Yeol 한국재료학회 1997 한국재료학회지 Vol.7 No.9

이규화몰리브덴 고온발열체의 제조공정을 개발하였다. 원료분말은 상용 MoSi$_{2}$분말이었으며 Bentonite, Si$_{3}$N$_{4}$, B, ThO$_{2}$를 각각 가소제와 첨가제로 사용하였다. 이들은 진공압출, 소결, 단자부 기계가공, U자형 성형, 용접 등의 과정을 거쳐 U자형 발열체로 제조되었다. 사용제품의 분석결과 최근 사용온도가 크게 증가된 것으로 알려진 190$0^{\circ}C$용 발열체는 다량(33wt%)의 W이 Mo을 치환하고 있는 것으로 나타났다. 발열체의 전기비저항은 겉보기 밀도가 증가함에 따라 급격하게 감소하는 경향을 보였으며 첨가물들의 영향은 미미하였다. 1400-1$600^{\circ}C$에서 용접한 경우 용접면에서의 전기비저항은 비용접부보다 낮았으며 용접온도가 증사함에 따라 감소하였다. 발열시험결과 제조된 발열체는 표면온도가 1$700^{\circ}C$이하에서는 문제가 없었으며 175$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 원형의 융기가 표면에 발생하면서 급속하게 파괴되었다. 이 융기는 X-선 회절분석결과 SiO로 밝혀졌으며 따라서 발열체의 파괴는 MoSi$_{2}$/SiO$_{2}$계면에서의 Si(in MoSi$_{2}$) + SiO$_{2}$=2SiO(g)반응에 으해 일어나는 것으로 판단된다.

Ti_0.3Zr_0.2V_0.5 합금게터의 활성화 및 수소흡수특성

김원백,이동진,박제신,서창열,이재천,Kim Wonbaek,Lee Dongjin,Park Jeshin,Suh Changyul,Lee Jaechun 한국재료학회 2005 한국재료학회지 Vol.15 No.2

The lowest activation temperature of a commercial vacuum getter reported so far in literature was about $400^{\circ}C$. Recently, $Ti_{0.3}Zr_{0.2}V_{0.5}$ alloy has been reported to exhibit the activation temperature lower than $200^{\circ}C$ when they are prepared as thin film. In this study, the alloy was prepared as bulk form and its activation temperature and hydrogen sorption properties were investigated in compliance with a standard method. The alloy powder was prepared by arc melting and subsequent HDH(Hydride-DeHydride) process. The activation temperature of the alloy was estimated from the ultimate pressure-temperature curve and located between $150^{\circ}C\;and\;200^{\circ}C$. The hydrogen sorption speed measured by an orifice method was 0.895 liter/sec which is comparable to thin film of same composition.

MH전지용 $\textrm{ZrV}_{x}\textrm{Mn}_{1-x-y}\textrm{Ni}_{1+y}$ Laves합금의 결정구조

김원백,서창열,최국선,김인곤,Kim, Won-Baek,Seo, Chang-Yeol,Choe, Guk-Seon,Kim, In-Gon 한국재료학회 1997 한국재료학회지 Vol.7 No.3

아크용해로와 진공유도로를 사용하여 니켈-수소 전지의 음극용으로 주목받고 있는 AB2 타입의 ZrV /sub x/Mn/sub 1-x/Ni/sub 1.0/, ZrV/sub x/Mn/sub 0.8-x/Ni/sub 1.2/, ZrV/sub x/Mn/sub 0.6-x/Ni/sub 1.4/합금을 용해하였다. 이들 합금은 용해한 상태에서 C14과 C15의 혼합상을 갖는 것으로 나타났으며 합금조성 및 열처리에 따라 혼합상분율이 크게 변화하였다. 이들의 결정상 및 상분율은 합금원소들의 평균원자반경비(r/sub A//r/sub B)에 따라 결정되는 것으로 밝혀졌으며 특히 열처리한 합금의 경우에는 평균원자반경비가 1.254일때를 경계로 하여 두 상의 명확간 안정구역이 설정되었다. 가압한 분위기에서 아크용해한 경우 합금성분의 손실은 미미하였으나 진공유도로를 사용하여 용해한 경우 Mn이 다량 휘발감소하여 조성이 크게 변화하였다. The crystal structure of arc melted $ZrV_{x}Mn_{1-x}Ni_{1.0},\;ZrV_{x}Mn_{0.8-x}Ni_{1.2},\;ZrV_{x}Mn_{0.6-x}Ni_{1.4}$ alloys which are known to have AB2 type Laves structure was investigated. They had mixed phases of C14 and C15. The radius ratio ($r_{A}/r_{B}$) of atoms in A site to that of B site was found to be an important parameter in explaining the omposition dependence of the crystal structure The C15 structure showed a linear increase with the ratio in as-cast conditions. However, the annealed alloys revealed a definite ratio at which the stability of both phases are divided distinctly. The composition of the alloys could be closely controlled by maintaining the argon pressure in the chamber over 1 arm during arc melting. In contrast, the alloy ingot melted in VIM showed a significant loss of hln.

Properties and rapid consolidation of binderless titanium nitride by pulsed current activated sintering

김원백,박제신,조성욱,Na-Ri Kim,고인용,손인진 한양대학교 세라믹연구소 2010 Journal of Ceramic Processing Research Vol.11 No.5

도금선재의 전기선폭발을 이용한 Cu-Zn 합금 나노분말 제조

김원백,박제신,서창열,이재천,오용준,문정일,Kim, Won-Baek,Park, Je-Shin,Suh, Chang-Yeul,Lee, Jae-Chun,Oh, Yong-Jun,Mun, Jeong-Il 한국분말야금학회 2007 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.14 No.1

Cu-Zn alloy nano powders were fabricated by the electrical explosion of Zn-electroplated Cu wire along with commercial brass wire. The powders exploded from brass wire were composed mainly of ${\alpha},{\beta},\;and\;{\gamma}$ phases while those from electroplated wires contained additional Zn-rich phases as ${\varepsilon}$, and Zn. In case of Zn-elec-troplated Cu wire, the mixing time of the two components during explosion might not be long enough to solidify as the phases of lower Zn content. This along with the high vapor pressure of Zn appears to be the reason for the observed shift of explosion products towards the high-Zn phases in electroplated wire system.

동도금한 은선재의 전기선폭발에 의해 제조한 Ag-Cu분말

김원백,박제신,서창열,Kim, Won-Baek,Park, Je-Shin,Suh, Chang-Youl 한국분말야금학회 2007 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.14 No.5

Ag-Cu alloy nano powders were fabricated by the electrical explosion of Cu-plated Ag wires. Ag wires of 0.2mm diameter was electroplated to final diameter of 0.220 mm and 0.307 mm which correspond to Ag-27Cu and Ag-68Cu alloy. The explosion product consisted of equilibrium phases of ${\alpha}-Ag$ and ${\beta}$-Cu. The particle size of Ag-Cu nano powders were 44 nm and 70 nm for 0.220 mm and 0.307 mm wires, respectively. The Ag-Cu nano powders contained less Cu than average value due to higher sublimation energy compared to that of Ag. As a result, micron-sized spherical particles formed from liquid droplets contained higher Cu content.

Fe-Ni-C 합금의 소성유기 마르텐사이트

김원백,최종술 대한금속재료학회(대한금속학회) 1978 대한금속·재료학회지 Vol.16 No.2

1. 서론 Martensite변태에 미치는 塑性加工의 영향에 대해서 지금까지 많은 硏究가 행해져 왔다. 이들 대부분은 加해진 應力이 martensite변태를 촉진 또는 억제하는가에 대한 效果를 主로 Ms점의 변화로 확인해 왔다. 한편, 이러한 소성변형이 Ms점 이상의 어떤 온도구간에서 行해질 것 같으면 martensite변태가 일어나는 것이 관찰되었으며, 이러한 martensite를 온도 강하에 의해서 생긴 martensite와 구별하여 소성유기 martensite 혹은 가공유발 martensite라고 부르고 있다. 이러한 소성유기 martensite는 변태유기소성 (TRIP Effect)을 일으키는 장본인으로 밝혀진 후, 이에 대한 많은 연구가 1960년대 이후부터 Zackey등을 시발점으로 하여 계속되어 왔다. 本 硏究는 종전의 여러 연구들과는 다른 見地에서 수행된 것으로서, 常溫에서 加工했을 때 이러한 소성유기 martensite가 생길수 있도록 약 -16℃의 Ms점을 갖는 Fe-XNi-YC 合金을 設計하여 마련하였다. 이 合金을 상온가공했을 때 생성된 소성유기 martensite의 형태를 광학현미경으로 관찰하였으며, 동시에 가공도에 따른 소성유기 martensite 변태량을 조사했다. 또한 未變態의 austenite를 -196℃(액체질소)에 深冷處理했을때 生成되는 athermal martensite의 형태도 아울러 조사하였다. 2. 실험 방법 시료의 作製는, 우선 大氣中에서, 고순도철, 전해니켈, 흑연 전극 분말등을 고주파용해한 후 이를 60㎜ø의 金型에 주조하여 약 4㎏의 ingot를 만들었다. 이 때 熔湯의 탈산은 金屬규소, 만간 및 알루미늄을 미량 첨가하여 行했다. 이 ingot를 1200℃×1hr 소둔한 후 열간단조하여 약 15×35㎜의 斷面을 갖는 角材를 만들고, 이것을 1200℃에서 보호분위기중에서 약 24시간 균질화처리를 한후, 이로부터 t×10×10㎜크기의 각종 시편을 제작했다. t의 값은 압연후의 최종 두께가 약 1.5㎜가 되도록 조정되었다. 이렇게 제작된 시편을 진공중에서 900℃×30分 가열하여 鹽水中에 소입하였다. 이 때 진공중에서의 가열 또는 소입중에 발생할 수 있는 脫炭 영향을 제거하기 위해서 시편표면을 약 0.1㎜ 정도 硏削除去하였다. 이것을 常溫에서 각종 가공도로 압연하여 약 1.5㎜두께로 한 다음, 현미경조직관찰, X-線回折시험 및 경도측정등을 행하였다. 3.결 론 1) Ms점이 약 -16℃인 Fe-25%Ni-0.2%C 합금에, 상온에서 각종 加工度를 부여하였을 때, 소성유기 martensite는 약 20% 加工度에서부터 관찰되었으며, 소성유기 martensite량은 加工度와 더불어 증가하였지만, 약 60%加工度에서부터는 변태량이 약간 크게 증가하는 경향을 나타냈다. 2) 이 合金에서 생성된 소성유기 martensite의 형태는, 加工度에 관계없이 massive type을 나타냈다. 3) 각종 加工度를 부여하여 소성유기 martensite를 생성시키고, 잔류한 未變態의 austenite를 -190℃(액체질소)에 深冷處理하여 athermal martensite로 변태 시킨 결과, (가) 약 40%의 加工度까지는 athermal martensite의 형태는 acicular type이었지만, 이 이상의 加工度에서는 massive type을 나타냈다. (나) -196℃에 深冷處理한 후 잔류한 austenite량과 加工후의 未變態 austenite량과의 比를 加工度에 대해서 plot한 결과, 약 40%의 加工度까지는 austenite의 安定化가 증가하다가 그 이상의 加工度에서는 감소하는 경향을 나타냈다. 이 結果는, 소성유기 martensite가 생성될 수 있는 準安定 austenite를 加工할때는, 소성유기 martensite로 변태하고 잔류한 未變態의 austenite가 athermal martensite로 변태하는 과정은, 低加工度에서는 martensite의 核成長에 의해서 지배되고, 비교적 높은 加工度에서는 martensite의 核發生에 의해서 지배된다는 것을 暗示하고 있다. 4) 이 合金을 常溫에서 가공한 후 소성유기 martensite로 변태하고, 잔류한 austenite의 半値幅은 약40% 加工度까지는 서서히 증가하다가 그 이상의 加工度에서는 半値幅 급히 증가하였다. 이것은, 소성유기 martensite 생성시에 동반되는 체적증가로 인한 餘分의 strain이 加工에 의한 strain에 加算되었기 때문이다.