Ag로 치환한 L1₂형 구조를 갖는 Al₃Ti합금의 미세구조와 경도변화

Microstructure and hardness variation of Al₃Ti alloy with Ag-substituted L1₂-type structure

DO₂₂ 결정구조를 갖는 Al₃Ti에서 생성된 L1₂ 결정구조를 갖는 금속간화합물은 낮은 밀도, 높은 융점, 우수한 내산화성 및 기대되는 연성 때문에 고온 구조재료로서 많은 관심을 주목받고 있다. L1₂ 결정구조를 갖는 금속간화합물의 저온 연성뿐만 아니라 크리프 강도를 개선하기 위해서는 고용체 강화 및 거시적인 구조개선과 결합된 석출강화가 반드시 필요하다. 본 논문에서는 고온에서 퀜칭 후 시효처리 동안 Ag로 치환된 L1₂ 결정구조를 갖는 Al₃Ti의 미세구조 변화에 대하여 투과전자현미경 (TEM)을 이용하여 체계적으로 조사하였으며, 고온에서 급냉 후 시효처리에 따른 경도변화와 미세구조 변화를 조사하였다. 시효처리 경화 및 시효처리 연화는 더 높은 온도에서 퀜칭 후 시효처리에 의해서 L1₂-(Al,Ag)₃Ti에 판상형인 (Al,Ag)₂Ti가 석출물로서 석출하였다. Ga2Hf형 구조를 갖는 판상형태인 (Al,Ag)₂Ti 상은 1563 K에서 퀜칭시킨 후 1073 K정도의 온도에서 시효처리 되어 L1₂-(Al,Ag)₃Ti 모상에 석출되며, (Al,Ag)₂Ti 석출물과 (Al,Ag)₃Ti 모상사이의 방위관계는 (001)석출물//(001)모상, [100]석출물//[100]모상 및 판상//{100}모상 이다.

Intermetallic compounds with L1₂ crystal structure produced from Al₃Ti with DO22 crystal structure have attracted much attention as high temperature structural materials due to their low density, high melting point, good oxidation resistance and expected ductility. In order to improve the creep strength as well as low temperature ductility of intermetallics with L1₂ crystal structure, precipitation strengthening combined with solid solution strengthening and macroscopic structure improvement is essential. In this paper, the microstructure changes of Al₃Ti with Ag-substituted L1₂ crystal structure during aging treatment after quenching at high temperature were systematically investigated using transmission electron microscopy (TEM), and the hardness changes and microstructure changes due to aging treatment after quenching at high temperature were investigated. Aging hardening and aging softening resulted in the precipitation of plate-like (Al,Ag)₂Ti on L1₂-(Al,Ag)₃Ti as a precipitate by aging after quenching at higher temperatures. The plate-like (Al,Ag)₂Ti phase with Ga2Hf-type structure is quenched at 1563 K and then aged at a temperature of about 1073 K to precipitate on the L1₂-(Al,Ag)₃Ti matrix, and the orientation relationships between the (Al,Ag)₂Ti precipitate and the (Al,Ag)₃Ti matrix are (001)precipitate//(001)matrix, [100]precipitate//[100]matrix, and plate//{100}matrix.