KR20070004896A - 고강도ㆍ고재결정 온도의 고융점 금속계 합금재료와 그제조방법 - Google Patents

고강도ㆍ고재결정 온도의 고융점 금속계 합금재료와 그제조방법 Download PDF

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Abstract

Mo, W, Cr 중 1종을 모상으로 하고 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta 중 적어도 1종을 고용(固溶)금속으로 하는 합금가공재의 다단 질화처리에 의해 모상 중에 분산석출한 고용금속의 질화물 입자를 포함하는 가공재를 다시 산소가 공존하는 탄소원을 이용하여 탄화처리한 가공재로서, 상기 탄화처리에 의해 입계편석하고 있는 탄소와, 상기 질화물 입자로부터 변환된 산화물 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 고강도ㆍ고재결정 온도의 고융점 금속계 합금재료.
고용금속, 질화물 입자, 질화처리, 탄화처리, 입계편석, 탄소, 산화물 입자

Description

고강도ㆍ고재결정 온도의 고융점 금속계 합금재료와 그 제조방법{HIGH MELTING POINT METAL BASED ALLOY MATERIAL EXHIBITING HIGH STRENGTH AND HIGH RE-CRYSTALLIZATION TEMPERATURE AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 고온내열재료, 특히, 고융점 금속인 Mo, W, Cr의 1종을 모상(母相)으로 하는 산화물 입자 분산 강화형의 고강도ㆍ고재결정 온도의 고융점 금속계 합금재료와 그 제조방법에 관한 것이다.
현재, 고융점 금속계 내열 합금으로서, Mo에 Ti, Zr, 및 C를 첨가한 플란제사(PLANSEE AG.)의 TZM 합금(최고사용온도 1400℃)이 거의 독점적으로 사용되고 있으나 그 합금은 가공이 어렵다.
고융점 금속계 합금재료의 대표예인 Mo 합금은, 일단 그 재결정온도(1000~1300℃) 이상으로 가열되면 재결정이 일어나는 결과, 저온취성(低溫脆性)을 나타내거나 고온에서의 강도가 저하하는 것이 큰 문제점이다. 이 문제를 해결하기 위해 본 발명자들은 Mo-Ti 합금을 먼저 재결정 상한온도 이하에서 질화처리하고 다음에 단계적으로 온도를 높여 질화처리를 실시해 TiN 입자를 생성시키는 다단 내부 질화법(多段內部窒化法)을 개발했다(특허문헌 1). 이 방법에 의해 얻어진 Mo 합금재료는 석출한 TiN 입자의 피닝현상(pinning effect)에 의해 재결정온도가 1600℃에 달한다(특허문헌 1).
더욱이, 본 발명자들은 Mo를 모상으로 하고, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta의 적어도 1종을 고용(固溶)한 합금가공재에 다단 내부 질화처리를 실시한 후, 외부 질화 처리를 시행하는 방법을 개발했다(특허문헌 2). 이 방법에 의해 고내식성, 고강도, 고인성의 Mo 합금가공재가 얻어졌다. 더욱이, 본 발명자들은 Mo계 재료의 결정입계를 강화하는 방법으로서 미량의 탄소를 증착한 후, 진공가열에 의해 탄소를 입계 확산시키는 탄화 처리 방법에 대한 연구를 보고했다(비 특허문헌 1). 또한, 본 발명자들은
희박(希薄:thin) CO가스를 이용한 TZM 합금의 탄화처리에 따른 재료조직의 제어와 강인화(强靭化) 방법에 대한 연구를 보고했다(비 특허문헌 2). 또한, 본 발명자들은 재결정화한 Mo-Ti계 합금을 CO가스 열처리한 경우의 재료조직에 관한 연구를 보고했다(비 특허문헌 3).
특허문헌 1 : 특개 2001-073060호 공보
특허문헌 2 : 특개 2003-293116호 공보
비 특허문헌 1 : 테츠시 호시까(Tetsushi Hoshika)외「분체 및 분말야금」 49(2002)32-36
비 특허문헌 2 : 노무라 나오끼(Nomura Naoki)외「분체분말야금협회 평성14년 추계대회 강연개요집」(2002)201
비 특허문헌 3 : 노무라 나오끼(Nomura Naoki)외「분체분말야금협회 평성15년 추계대회 강연개요집」(2003)31
(발명의 개시)
(발명이 해결하려고 하는 과제)
본 발명자들이 개발한 상기의 다단 내부 질화법에 의해 Mo-Ti계 합금에서 재결정온도가 1600℃에 도달하는 것을 얻을 수 있지만 TiN 입자의 고온ㆍ고진공 중에서의 안정성이 불충분하기 때문에 합금표면으로부터의 TiN 입자의 분해ㆍ탈(脫)질소 반응이 서서히 진행된 결과, 장기간의 사용에서는 재결정이 일어나 취화(脆化)한다라는 문제점이 남았다.
(문제를 해결하기 위한 수단)
본 발명자들은 오랫동안 Mo계 재료의 질화처리 및 탄화처리에 의한 조직제어와 강인화(强靭化)에 대한 연구를 실시해 왔고, 재결정 상한온도 이하의 질화처리에서 단계적으로 온도를 올려 질화처리하는 다단 내부 질화처리를 한 합금재료를 다시 탄화처리하는 것에 의해, 적어도 1600℃의 고온ㆍ고진공 중에서 사용해도, 장기간에 걸쳐 재결정화하는 것 없이 안정적이고 시판의 Mo 합금과 비교해서 실온 및 고온(예를 들면, 1500℃)에서의 강도가 함께 우수한 고융점 금속계 합금재료의 개발에 성공했다.
즉, 본 발명은 (1) Mo, W, Cr 중 1종을 모상으로 하고 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta 중 적어도 1종을 고용(固溶)금속으로 하는 합금가공재의 다단 질화처리에 의해 모상중에 분산 석출한 고용금속의 질화물 입자를 포함하는 가공재를 다시 산소가 공존하는 탄소원(炭素源)을 이용하여 탄화처리한 가공재로서, 상기 탄화처리에 의해 입계편석(粒界偏析)하고 있는 탄소와 상기 질화물 입자로부터 변환된 산화물 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 고강도ㆍ고재결정 온도의 고융점 금속계 합금재료이다.
또한, 본 발명은 (2) 합금재료의 표면부는 가공조직이 유지되고, 내부는 재결정조직인 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 고강도ㆍ고재결정 온도의 고융점 금속계 합금 재료이다.
또한, 본 발명은 (3) Mo를 모상으로 하고, Ti를 고용금속으로 하며, 재결정 온도가 1600℃ 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)의 고융점 금속계 합금 재료이다.
더욱이 본 발명은 (4) Mo, W, Cr 중 1종을 모상으로 하고, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta 중 적어도 1종을 고용(固溶)금속으로 하는 합금가공재를 질화분위기 속에서 다단 내부 질화처리하는 것에 의해 고용금속의 질화물 입자를 모상중에 분산함유시킨 후, 상기 합금가공재에 산소가 공존하는 탄소원을 이용한 탄화처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)의 고융점 금속계 합금재료의 제조방법이다.
또한, 본 발명은 (5) 제1단 질화처리를 상기 합금가공재의 재결정 상한온도 이하이면서 재결정 하한온도 -(마이너스)200℃이상인 온도에서 실시하여 고용금속의 질화물 입자를 분산형성시키고, 이어서 제2단 질화처리를 제1단 질화처리에서 얻어진 상기 합금가공재의 재결정 하한온도 이상의 온도에서 실시하여 제1단 질화처리에 의해 분산형성된 질화물 입자를 입성장시켜 안정화시키는 것을 특징으로 하는 상기 (4)의 고융점 금속계 합금재료의 제조방법이다.
또한, 본 발명은 (6) CO를 0.1 ~ 5 용적(容積:volume)% 함유하는 불활성 가스를 이용하여 탄화처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 상기 (4) 또는 (5)의 고융점 금속계 합금재료의 제조방법이다.
본 발명자는 모상중에 질화물 입자를 분산 함유시킨 고융점 금속 가공재를 산소가 공존하는 탄소원을 이용하여 탄화처리를 실시하는 것에 의해 탄소의 입계편석(粒界偏析)에 의한 입계강화 현상이 일어나는 것뿐만 아니라 산소의 확산에 의해 질화물 입자가 산화물 입자로 변환되어 고용금속의 산화물 입자의 분산석출 현상(내부산화)이 일어나는 것을 발견했다.
산소가 공존하는 탄소원을 이용하여 탄화처리를 하는 것에 의해 산화물 입자가 형성되는 이유는 명확하지 않지만, 가열처리온도가 낮은 경우는 가공재의 표면에 매우 얇은 Mo2C 피막이 생성되고 가공재 내부로의 산소의 확산이 저지된 결과, Mo2C 피막과 가공재와의 계면에서 탄소의 확산만 가능하게 되어 내부 탄화가 일어나게 되는 것에 반해, 고온에서 가열처리를 실시한 경우에는 가공재의 표면에 Mo2C 피막이 생성되기 어려워 산소의 확산이 일어나기 때문으로 생각할 수 있다. 예를 들면, CH4 가스를 2용적% 포함한 아르곤가스로 동일한 열처리를 실시하면, 열처리 온도에 관계없이 매우 두꺼운 MoC2 피막이 생성되어 재료는 무르게 된다. 산소가 공존하는 것에 의해 MoC2 피막의 생성(Mo 자체의 탄화반응)이 억제되어 탄소의 입계확산과 산소의 입내(粒內)확산이 동시에 일어나는 것으로 생각할 수 있다.
이와 같이 하여 생성된 산화물 입자는 질화물 입자와 동일한 모양으로 결정입계의 이동을 방해하는 피닝현상(pinning effect)을 가지지만, 질화물 입자에 비해 열역학적으로 안정됨에 따라 고융점 금속 중에 분산석출한 산화물 입자는 고온ㆍ고진공 중에서도 장기간 분해되지 않고 안정적으로 존재하여 질화물 입자의 경우에 보여지는 재결정 취화(脆化)는 개선되고, 재결정 온도도 높아지므로 고온변형에 대한 저항력을 높인다.
다단 질화처리 및 탄화처리에 의해 얻어진 합금재료는, 적어도 표면에는 가공 압연조직이 유지됨과 동시에 표면에서부터 내층에 걸쳐 고용금속의 산화물 입자가 분산석출되고 있는 구조이다. 이와 같이, 탄소의 입계편석(粒界偏析)에 의해 강도가 증대됨과 동시에 산화물 입자의 석출경화(析出硬化)에 의해 재결정 온도가 향상된다. 예를 들면, Mo-Ti 합금에서는 실온에서 1600℃까지의 넓은 범위에서 종래의 시판 Mo 합금보다도 2~3배의 강도특성을 나타내고, 다단 내부 질화재가 재결정화하는 1700℃의 고온ㆍ고진공하에서도 전혀 재결정화 하지 않는 우수한 내열성을 가진다.
(발명의 효과)
본 발명은 고온ㆍ고진공하에서 장기간에 걸쳐 안정되고 재결정화하지 않는 우수한 내열성을 나타내는 고융점 금속계 내열 합금재료를 제공한다. 합금재료의 표면부에 유지된 압연조직이 크랙(crack)의 전파를 저해하는 효과를 가지는 것에 의해 내충격성에도 뛰어나다. 더욱이, 본 발명의 제조법은 합금재료를 임의형상으로 가공한 후에 질화 분위기를 이용하여 가열처리하고, 이어서 산소가 공존하는 탄소원을 이용하여 가열처리하는 방법으로, 사전에 가공한 복잡한 형상의 제품에도 용이하게 대응할 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
본 발명의 고융점 금속계 합금재료에 있어서, 고용금속으로는 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta가 바람직하다. 이들 금속은 모두 Mo, W등의 6A족 원소보다도 안정된 질화물을 형성하기 때문에 첫번째 다단 내부 질화에 의한 조직 제어에 필요하다. 또한, 이들 산화물은 모두 질화물보다 안정하기 때문에 다단 질화 처리 후의 CO가스 열처리에 의해 질화물 입자→산화물 입자로의 변환반응이 일어난다. 함유량은 약 0.1 ~ 5.0wt%, 보다 바람직하게는 약 0.3 ~ 2.0wt% 이다. 0.1wt% 미만에서는 석출입자가 너무 적어 재결정을 억제할 수 없다. 5.0wt%를 초과하면 질화-CO가스 열처리 후의 재료가 약해져 실용상 사용이 곤란하게 된다.
이들 고용금속을 함유하는 고융점 금속계 합금재료는 원하는 형상으로 가공된 후, 다단 내부 질화처리한다. 이 다단 내부 질화재 및 그 제조방법 자체는 상기의 특허문헌 1(특개 2001-073060호 공보)에 나타나 있는 것과 같이 공지(公知)의 수단이다.
즉, 다단 내부 질화재는 Mo, W, Cr 중 1종을 모상으로 하는 합금가공재 중에 고용된 금속원소를 질화분위기 중에서 내부 질화하는 것에 의해 형성된 미세질화물을 모상 중에 분산 함유하는 합금가공재로, 가공재의 적어도 표면측은 압연 등의 가공조직을 유지한 채 질화물 석출입자가 입성장한 조직을 가지고 있다.
또한, 그 제조방법은 합금가공재를 제1단 질화처리를, 그 합금의 재결정 상한온도 이하와 재결정 하한온도 -(마이너스)200℃이상의 온도에서 실시하여 고용금속원소의 질화물 입자를 분산형성시키고, 이어서 제2단 질화처리를 제1단 질화처리에서 얻어진 합금가공재의 재결정 하한 온도 이상의 온도에서 실시하여 제1단 질화처리에 의해 분산형성된 질화물 입자를 입성장시켜 안정화시키는 방법이다.
합금가공재의 재결정온도는 주로 가공도(加工度) 등의 합금소재의 제작조건에 의존하여 재결정 상한값과 하한값의 일정 폭을 가지고, 예를 들면, Mo-1.0wt% Ti 합금가공재에서는 950~1020℃ 정도이다. 재결정을 일으키는 온도는 가공도가 클수록 낮아진다.
제1단 질화처리를 재결정 상한온도 이하로 하는 것은, 그보다 고온에서 질화처리하면 재료가 재결정화하여 약해지기 때문이고, 재결정 하한온도 마이너스 200℃ 이상의 온도로 하는 것은, 이보다 더 낮은 온도에서는 질소의 확산속도가 너무 느려 실용상 충분한 깊이까지 내부 질화하는 것이 곤란하기 때문이다.
다단 질화처리의 단계 수는 적어도 2단계인 것이 좋지만, 제3단계 이후의 질화처리로서 전단계의 질화처리에서 얻어진 합금가공재의 재결정 하한온도 이상의 온도로 가열하여 전단계의 질화처리에 의해 분산형성된 질화물 입자를 다시 입성장시켜 안정화시키는 방법도 실시할 수 있다.
예를 들면, 제1단 질화를 900℃에서 실시하면, 얻어진 내부질화층 내에서는 표면에서 내부를 향해 석출 TiN 입자의 분포밀도에 구배(勾配)(표면부는 수가 많고 내부에서는 적다)가 발생한다. 그 결과, 제1단 질화에서 얻어진 내부질화층의 질소분위기 중에서의 재결정 온도는 표면 부근이 가장 높고(예를 들면, 1400℃(재결정 상한온도)), 내부질화층 끝부분이 가장 낮아(예를 들면, 950℃(재결정 하한온도))진다.
제1단 질화에서 얻어진 내부질화층의 두께가 압연 등의 가공조직을 최종적으로 그대로 남길 수 있는 이론상의 최대 두께를 규정하지만, 압연 등의 가공조직을 최대한 남기기 위해서는 제2단계의 질화를 재결정 하한온도의 바로 위로 제1단 질화에서 얻어진 내부질화층 끝부분의 TiN 입자의 석출밀도를 올리고, 또한 TiN 입자의 사이즈를 크게 할 필요가 있다. 이것에 의해, 제2단 질화 후의 재결정 하한온도(내부질화층 끝부분 부근의 재결정 온도)가 상승한다. 물론, 제1단 질화온도보다 높고 재결정 하한온도 미만의 온도에서 제2단 질화를 실시하면, 압연 등의 가공조직을 가장 두껍게 남기는 것이 가능하지만, 질화의 공정수(工程數)가 많아지고 시간도 너무 길어진다. 제3단 이후의 질화처리를 실시하는 경우에도 완전히 동일한 결과가 나타난다고 할 수 있다.
질화물 입자의 형태는 질화처리 온도에 의존하는데, 예를 들면, 900℃→1200℃→1600℃의 3단계 질화저리에서는 제1단 질화 후의 입자는 직경 약 1~2㎚의 원반 형 입자로, 시료 내부로 향함에 따라 석출량은 감소한다. 최표면 부근에서는 거의 모든 합금원소가 질화물로서 석출하고 있다. 제2단 질화 후에는 수십 ㎚정도로 입성장하여 압연 등의 가공조직 내의 석출 TiN 입자의 분포밀도 구배(기울기)는 완만하게 된다. 제3단 질화 후에는 TiN 입자는 길이 50~150㎚ 정도의 봉 형태의 입자로 성장하고 재료 표면부에 남아있는 압연 등의 가공조직 내에서는 거의 모든 Ti가 질화물로서 존재하고 있다.
이와 같이, 다단 내부 질화에 의해 재결정 온도를 상승시킨 고융점 금속계 합금재료에 대해서, 산소가 공존하는 탄소원을 이용하여 탄화처리를 실시한다. 이 탄화처리의 결과, 재료 표면부는 압연조직이 유지되고, 내부는 재결정 조직의 특징적인 2층 구조로 된다. 이 탄화처리에 의해 모상의 미세조직에는 전혀 영향을 끼치지 않고, 다단 내부 질화에 의해 석출한 질화물 입자만을 산화물 입자로 변환하는 것이 가능하다.
입계편석(粒界偏析)하는 탄소의 양은 약 30~150ppm(wt%)정도이다. 이보다 적으면 입계강화의 효과를 기대할 수 없다. 다단 질화에서 잔존(殘存)한 압연 등의 가공조직 내의 질화물은 완전히 산화물 입자로 변화한다. 이때, 사이즈와 형태가 변화한다. 예를 들면, 길이 50~150㎚의 봉 형태의 TiN 입자(애스펙트(aspect)비 : 4~7)가 길이 30~60㎚(애스펙트 비 : 2~3)의 산화물 입자로 변화한다. 그리고 사이즈가 작아진 만큼 입자 수는 많아진다.
산소가 공존하는 탄소원으로는, 예를 들면, 희박 CO가스를 이용할 수 있다. 이 희박 CO가스는, CO를 0.1 ~ 5 용적% 함유하는 불활성 가스로 하는 것이 바람직하다. CO농도가 5용적% 보다 고농도로 되면 고융점 금속의 탄화가 현저하게 일어나므로 바람직하지 않다. 희박 CO가스는 카본 포텐셜(carbon potential)의 제어가 용이하여, 탄소농도를 조정하는 것에 의해 합금재료 표면에 단단하고 약한 탄화물층의 생성을 억제할 수 있다.
희박 CO가스에 국한되지 않고, 고융점 금속계 합금재료의 주위에 고체 탄소, 탄화수소 등의 탄소원을 두고 산소를 공존시키는 방법으로도 탄화처리는 가능하다. 예를 들면, 가공재를 탄소원과 직접 접촉시키지 않고, 탄소분말을 가공재의 근방에 둔 상태에서 로터리 펌프(rotary pump) 등에 의한 진공 흡착을 실시하면서 열처리를 하면 희박한 CO가스를 이용한 경우와 동일한 반응이 일어난다. 그다지 진공도(眞空度)가 좋지 않은 조건에서는 분위기 중의 미량 산소가 탄소와 반응한 결과, CO가스가 생성되고 이것이 반응에 관여하게 된다. 탄소 분말과 알루미나 분말과의 혼합 분말 중에 가공재를 섞어 저(低)진공 상태에서 반응시켜도 동일한 반응이 일어난다. 그러나, 고체 탄소원을 이용한 경우는 가열온도가 낮은 경우에 가공재료의 표면에 단단하고 약한 고융점 금속의 탄화물층이 생성되기 쉬우므로 희박 CO가스를 이용한 탄화처리법이 보다 바람직하다.
도 1은 실시예 1에 있어서 처리 후의 시험편(試驗片)의 광학현미경조직을 나타내는 도면대용사진이다.
도 2는 실시예 1에 있어서 처리 후의 시험편의 TEM조직을 나타내는 도면대용사진이다.
도 3은 실시예 1에 있어서 처리 후의 시험편의 삼점(三点) 굽힘(bending) 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 실시예 1에 있어서 처리 후의 시험편을 고온가열한 후의 광학현미경조직을 나타내는 도면대용사진이다.
도 5는 처리 전의 시험편, 다단 질화재, 다단질화 + 탄화처리재의 1500℃에서의 고온 3점 굽힘 시험결과를 나타내는 그래프이다.
(실시예 1)
시험편(試驗片)으로서, Mo-1.0wt% Ti 합금 압연재(두께 1.0㎜×폭 2.5㎜×길이 25㎜)를 2개 이용했다. 이 합금 압연재의 재결정 하한온도는 900℃, 상한온도는 1020℃였다. 여기에 제1단계를 900℃에서 64시간, 제2단계를 1200℃에서 25시간, 제3단계를 1500℃에서 25시간 다단 내부 질화처리를 실시했다. 재결정 하한온도와 상한온도는 각각 제1단계 처리 후 950℃와 1400℃, 제2단계 처리 후 1250℃와 1600℃, 제3단계 처리 후 1600℃와 1800℃(질소분위기 중에서)였다. 질화처리는 1atm의 N2 가스 기류 중에서 실시했다. 2개의 시험편 중 하나를 그대로 비교예로 했다. 다른 하나의 시험편을 1500℃에서 16시간, 희박 CO가스 분위기를 이용해서 탄화처리를 실시했다. CO가스의 농도는 Ar/CO=49/1(CO농도 2용적%)로 했다.
도 1에, 처리 후 시험편의 광학현미경 조직을 나타낸다. 다단 질화재, 다단 질화 + 탄화처리재 모두 표면에 압연조직이 유지되어 있는 것을 알 수 있다. 도 2에, 처리 후 시험편의 TEM조직을 나타낸다. 다단 질화재의 봉 형태의 TiN 입자가 다단질화 + 탄화처리재에서는 타원형의 Ti 산화물로 바뀌어 있는 것을 알 수 있다. 도 3에, 동일하게 삼점(三点) 굽힘 시험의 결과를 나타낸다. CO가스에 의한 처리 후에도 기계적 특성은 변화하지 않는 것을 알 수 있다. DBTT(연성(延性)-취성전이온도(脆性遷移溫度))도 변하지 않는다.
도 4에, 시험편의 재결정온도를 조사하기 위해 제1단계를 1600℃, 1시간과, 제2단계를 1700℃, 1시간의 조건에서 진공처리한 후의 광학현미경조직을 나타낸다. 비교예의 다단 질화재에서는 압연조직 바로 아래가 하얗게 보여 재결정을 일으키고 있는 것에 반해, 실시예의 다단질화 + 탄화처리재에서는 1700℃의 가열에서도 재결정을 일으키지 않는 것을 알 수 있다. 도 5에, 처리 전 시험편, 다단 질화재, 다단질화 + 탄화처리재의 1500℃에서의 고온 3점 굽힘 시험 결과를 나타낸다. 다단질화재 및 다단질화 + 탄화처리재는 처리하지 않은 시험편과 비교하여 강도가 크게 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 고융점 금속계 합금재료는 현재의 TZM 합금을 능가하는 내열성을 가져 초고온 환경에 대응한 내열구조재료 등에서 사용된다. 구체적으로는, 예를 들면, 초고온 부재(部材)용 볼트(bolt) 및 너트(nut), 초고온로용(超高溫爐用) 히터(heater), 필라멘트, 반사판, 반도체 부품의 소성용 보트(boat)나 히트씽크, 열간가공용 금형 및 다이스(dice), 항공우주용 가스 분사 노즐(nozzle), 용융금속의 급냉응고 금형 및 사출성형 금형 등을 들 수 있다.

Claims (6)

  1. Mo, W, Cr 중 1종을 모상으로 하고, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta 중 적어도 1종을 고용(固溶)금속으로 하는 합금가공재의 다단 질화 처리에 의해 모상 중에 분산석출한 고용금속의 질화물 입자를 포함하는 가공재를 다시 산소가 공존하는 탄소원을 이용하여 탄화처리한 가공재로서, 상기 탄화처리에 의해 입계편석하고 있는 탄소와 상기 질화물 입자로부터 변환된 산화물 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 고강도ㆍ고재결정 온도의 고융점 금속계 합금재료.
  2. 청구항 1에 있어서, 합금재료의 표면부는 가공조직이 유지되고, 내부는 재결정 조직인 것을 특징으로 하는 고강도ㆍ고재결정 온도의 고융점 금속계 합금재료.
  3. 청구항 1에 있어서, Mo를 모상으로 하고, Ti를 고용금속으로 하며, 재결정 온도가 1600℃이상인 것을 특징으로 하는 고융점 금속계 합금재료.
  4. Mo, W, Cr 중 1종을 모상으로 하고 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta 중 적어도 1종을 고용(固溶)금속으로 하는 합금가공재를 질화분위기 중에서 다단 내부 질화 처리하는 것에 의해 고용금속의 질화물 입자를 모상 중에 분산 함유시킨 후, 상기 합금가공재에 산소가 공존하는 탄소원을 이용한 탄화처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 고융점 금속계 합금재료의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 제1단 질화처리를 상기 합금가공재의 재결정 상한온도 이하이면서 재결정 하한온도 -(마이너스)200℃이상인 온도에서 실시하여 고용금속의 질화물 입자를 분산 형성시키고, 이어서 제2단 질화처리를 제1단 질화처리에서 얻어진 상기 합금가공재의 재결정 하한온도 이상의 온도에서 실시하여 제1단 질화처리에 의해 분산형성된 질화물 입자를 입성장시켜 안정화시키는 것을 특징으로 하는 고융점 금속계 합금재료의 제조방법
  6. 청구항 4에 있어서, CO를 0.1 ~ 5 용적% 함유하는 불활성 가스를 이용하여 탄화처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 고융점 금속계 합금재료의 제조방법.
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