Korean Journal of Materials Research, Vol.10, No.7, 464-470, July, 2000
티타늄의 소결특성에 미치는 산소함량의 영향
The Effect of Oxygen on the Sintering of Titanium Powders
초록
스폰지 티타늄으로부터 수산호-탈수소화법(HDH)법으로 제조된 부말에 고상탈산법(DOSS)을 적용시켜 만든 산소 농도 범위 1980~8450 ppm, 입경 25μm 내외의 불규칙 티타늄 분말의 성형 및 소결성을 조사하였다. 250MPa의 가압력으로 냉간압축성형한 결과, 성형밀도는 69.0%~62.3% 범위 내에 있었고 산호함량 증가에 따라 직선 또는 완만하게 감소하였다. 이러한 경향은 티타늄 분말의 경도변화로 설명할 수 있었다. 최고 7%까지의 차이를 보였던 성형밀도에도 불구하고 1100 ? C 에서 2시간동안 소결한 결과, 산소함량에 무관하게 소결밀도는 90.5 ± 0.5%를 보였으며, 결정립의 크기는 60μm 내외의 균일하였고, 가공크기 및 분포도 유사하였다. 소결체의 경도에 미치는 산소의 영향은 실험범위 내에서 VHN(sintered)=135.5+64.3 × (wt% O 2 )의 실험식을 얻었다. 소결체의 파단면 관찰한 결과, 연성에서 취성파괴로의 천이는 소결체에의 산소함량이 2987~5582ppm 사이에서 일어나는 것으로 나타났다.
The compacting and sintering behavior of titanium powders containing oxygen in the range of 1980~8450 ppm was examined. The powders were prepared by the hydride-dehydride (HDH) and by the deoxidation by solid state(DOSS) methods. Their compaction density ranged from 69.0% to 62.3% and decreased with the increase in the oxygen content. It was explained by the effect of oxygen on the hardness of powders. Unlike the compaction density, the oxygen content did not affect the apparent density greatly being 90.5 ± 0.5% after sintering at 1100 ? C for 2 hours. Their average grain size was 60μm and the size and distribution of pores were about the same for all cases. The hardness of sintered samples showed a linear increase with oxygen and could be expressed as VHN(sintered)= 135.5+64.3 × (wt%O 2 ) The exami-nation of fracture surface revealed that the ductile-brittle transition occurs at oxygen contents of 2987~5582 ppm.
- Kelto CA, Kosmal BA, et al., Froes FH(ed.), Smugeresky JE(ed.), Powder Metallurgy of Titanium Alloys, 1 (1980)
- Froes FH, Eylon D, Friedman G, Metals Handbook(9th Ed.), 7, 748 (1984)
- Wasz ML, Brotzen FR, McLellan RB, Griffin AJ, Jr., Int. Mat. Rev., 41(1), 1 (1996)
- Froes FH, Eylon D, Int. Met. Rev., 35(3), 167 (1990)
- Fisher RL, Seagle SR, Froes FH(ed.), Caplan I(ed.), Titanium '92 Science and Technology, 2265 (1993)
- Fukasawa E, Kohno M, Ti · Zr, 32(4) (1996)
- Unpublished Data
- Murray JL, Wriedt HA, Binary Alloy Phase Diagrams(2nd Edt.)/ ASM International, pp.2924, 1990 (1990)
- Jaffee RI, Lenning GA, Craighead CM, Trans. AIME, 206(913), 907 (1956)
- 회유금속 정제 및 활용기술개발연구, 김원백(외) 한국 자원 연구소 연구보고서 KR-98(C)-28
- Smithell CJ, Brandes EA, Metals Reference Book(6th ed.)/ Butterworth & Co. (Publishers) Ltd., 1983 (1983)
- German RM, Powder Metallurgy Science/ Metal Powder Industries Federation, 1984 (1984)
- Lenel FV, Powder Metallurgy Principles and Application/ Metal Powder Industries Federation, pp.238, 1980 (1980)
- 草加 勝司;河野 富夫 ,et al., 紛體およぴ粉末治金, 42(3), 383 (1995)
- Wanhill RJH, Acta Metall., 21, 1253 (1973)