고온 재료와 크리프

Ni기 초내열합금의 고온 강도를 담당하는 γ'상에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. ABCC의 B2형 규칙상으로, 기지 γ와의 격자 상수 차이가 크고 계면이 비정합이므로, 결정립계나 입내에 조대한 입자로 석출되어 전위를 강하게 붙잡는다
  2. BL1₂형 규칙 구조를 가진 Ni₃Al(FCC를 바탕으로 한 규칙상)로, 기지 γ와 격자 상수가 거의 같아 정합 계면으로 미세하게 석출된다
  3. 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.

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