플라스마 질화처리된 Ti-6Al-4V 합금의 고온 산화 거동에 관한 연구 = A Study on the high temperature oxidation behavior of plasma nitrided Ti-6Al-4V alloy

국문 초록 (Abstract)

Ti-6Al-4V 합금에 d.c. 플라스마 질화처리를 실시하고 600℃, 650℃, 700℃의 온도에서 200시간 등은 산화 시험을 실시하여 플라스마 질화처리를 실시하지 않은 Ti-6Al-4V 합금과의 고온 산화 거동을 비교 연구 하였다. 산화 거동은 산화후 시편의 중량 변화량을 측정하여 분석하였으며, 형성층의 미세조직을 관찰 및 상분석을 위하여 주사 전자 현미경 및 XRD를 이용하였다. Ti-6Al-4V합금은 산화 시험 온도 및 산화 시간 증가에 따라 산화 시험후 무게가 증가함을 보였다. 플라스마 질화처리된 Ti-6Al-4V합금의 경우에도 산화 온도 및 산화시간 증가에 따라 산화 시험후 무게가 증가함을 보였다. 플라스마 질화에 의해 합금 표면에 TiN 및 Ti₂N의 질화층을 형성시켰으나 산화 시험 온도 범위에서 TiO₂층의 형성을 근본적으로 억제할 수는 없었다. 그러나 플라스마 질화처리된 시편의 경우, 플라스마 질화처리된 시편에 비해서 산화 후 무게 증가량이 현저하게 감소하였다. 이는 질화층위에 산화층이 형성되기는 하지만 질화층이 산소의 내부 확산을 저지하는 장벽으로 작용하여 형성 산화층의 성장이 억제된 것에 기인하는 것으로 판단되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Plasma nitriding was performed at Ti-6Al-4V alloy. Isothermal exidation test was carried out at 600℃, 650℃, 700℃ for 200 hours. Oxidation behavior was studied by measuring weight change of specimen after oxidation test. Microstructure of nitrided and oxidized layer was characterized by SEM, XRD,EPMA analysis. Weight gain rate transition of Ti-6Al-4V alloy is parabolic to linear plasma nitrided layer of Ti-6Al-4V was dissociated proportional to oxidation temperature and time. TiN and Ti₂N layer formed by plasma nitriding didn't supress TiO₂formation on the nitride surface. In the case of plasma nitrided Ti-6Al-4V alloy, weight gainrate was sustained at initial oxidation period but decomposed at high temp. Nitrded layer was thermally unstable.

목차 (Table of Contents)

• I. 서 론
• Ⅱ. 실험방법
• Ⅲ. 실험 결과 및 고찰
• Ⅳ. 결 론