고온 재료와 크리프
Ni기 초내열합금의 고온 강도를 담당하는 γ'상에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- ABCC의 B2형 규칙상으로, 기지 γ와의 격자 상수 차이가 크고 계면이 비정합이므로, 결정립계나 입내에 조대한 입자로 석출되어 전위를 강하게 붙잡는다
- BL1₂형 규칙 구조를 가진 Ni₃Al(FCC를 바탕으로 한 규칙상)로, 기지 γ와 격자 상수가 거의 같아 정합 계면으로 미세하게 석출된다
- C결정립계에 연속된 막 모양으로 석출되는 M₂₃C₆ 등의 탄화물로, 양이 많을수록 입계 미끄럼이 잘 억제되어 고온에서의 연성과 크리프 강도가 함께 높아진다
정답과 해설 보기
정답: B. L1₂형 규칙 구조를 가진 Ni₃Al(FCC를 바탕으로 한 규칙상)로, 기지 γ와 격자 상수가 거의 같아 정합 계면으로 미세하게 석출된다
γ'상은 Ni₃(Al,Ti)의 조성을 가진 L1₂형 규칙상으로, FCC 격자의 꼭짓점을 Al이, 면심을 Ni가 차지합니다. 기지 γ(Ni의 FCC 고용체)와의 격자 상수 차이(미스핏)가 작으므로 입방체 모양의 미세한 입자가 정합 계면으로 석출되며, 단결정 블레이드용 합금에서는 부피의 60~70%에 이릅니다. γ 속의 전위가 γ'에 들어가면 규칙 배열이 흐트러져 역위상 경계가 생기므로, 전위는 2개가 쌍을 이루어 진행해야 하며 이것이 큰 저항이 됩니다. γ'는 고온까지 안정하며, 항복 응력이 약 700~800℃까지 온도와 함께 올라가는 역온도 의존성도 보입니다. BCC라는 설명은 결정 구조를, 결정립계의 탄화물이라는 설명은 다른 상을 혼동하고 있으며, 막 모양의 탄화물은 오히려 취약함의 원인이 됩니다.