KR20220055204A - Composition for Ni-Al-Bronze alloy - Google Patents
Composition for Ni-Al-Bronze alloy Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220055204A KR20220055204A KR1020200139446A KR20200139446A KR20220055204A KR 20220055204 A KR20220055204 A KR 20220055204A KR 1020200139446 A KR1020200139446 A KR 1020200139446A KR 20200139446 A KR20200139446 A KR 20200139446A KR 20220055204 A KR20220055204 A KR 20220055204A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nab
- alloy
- hydrogen
- alloy composition
- carbon
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/01—Alloys based on copper with aluminium as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 NAB 합금 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 NAB 합금의 조성에 최적량의 Ti를 포함시킴으로써 NAB 합금 제조시 탄소(C) 및 수소(H)를 효과적으로 제거하여 탄소 및 수소로 인한 결함 발생을 최소화할 수 있는 NAB 합금 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a NAB alloy composition, and more particularly, by including an optimal amount of Ti in the composition of the NAB alloy, carbon (C) and hydrogen (H) are effectively removed during the manufacture of the NAB alloy, thereby generating defects due to carbon and hydrogen It relates to a NAB alloy composition that can minimize
니켈-알루미늄-브론즈(Ni-Al-Bronze, 이하 'NAB'라 함) 합금은 일반적인 동합금에 비해 비교적 높은 강도와 우수한 내식성을 갖고 있어 대형 선박 및 해양플랜트의 프로펠러, 펌프, 밸브 소재로 이용된다. Nickel-aluminum-bronze (Ni-Al-Bronze, hereinafter referred to as 'NAB') alloy has relatively high strength and excellent corrosion resistance compared to general copper alloys, so it is used as a material for propellers, pumps, and valves in large ships and offshore plants.
특히, 국제선급협회연합(IACS)의 선박용 프로펠러 규격에 기재된 CU3 규격의 NAB 합금은 구리에 7∼11wt%의 알루미늄, 니켈, 철, 망간 등의 성분이 첨가된 주조합금으로, 해양환경에서 그 사용이 인정되어 이미 대형 프로펠러 제조에 널리 사용되고 있다. In particular, the NAB alloy of the CU3 standard described in the ship propeller standards of the International Association of Classification Association (IACS) is a cast alloy in which 7-11 wt% of aluminum, nickel, iron, manganese, etc. are added to copper, and its use in marine environments This has been recognized and is already widely used in the manufacture of large propellers.
한편, NAB 합금은 우수한 내부식성을 갖고 있어 해양환경의 구조물에 사용되지만, 내식성 뿐만 아니라 구조재료로서의 기계적 특성 즉, 강도 및 연신율의 향상도 내식성 저하를 야기하지 않는 범위에서 향상되어야 하는 한계가 있다. On the other hand, NAB alloy has excellent corrosion resistance and is used for structures in the marine environment, but there is a limit to improve corrosion resistance as well as mechanical properties as structural materials, that is, improvement of strength and elongation in a range that does not cause deterioration of corrosion resistance.
NAB 합금의 기계적 특성 향상을 위해 강소성 가공 또는 열처리 공정 제어를 적용하면 효과적으로 NAB 합금의 기계적 특성 특히, 강도를 비약적으로 향상시킬 수 있다는 것으로 알려졌으나, NAB 합금이 이용되는 해양구조물은 그 크기가 거대하고 단위제품의 중량이 수십 톤이므로 제품을 소성 가공을 포함한 다른 특수한 공정은 실용적으로 제품을 제조하는데 효과적이지 못하고 비용이 크다는 단점을 갖고 있다. It is known that the mechanical properties of the NAB alloy can be effectively improved, especially the strength, by applying strong plastic working or heat treatment process control to improve the mechanical properties of the NAB alloy. Since the weight of the unit product is several tens of tons, other special processes including plastic processing of the product are not effective in practically manufacturing the product and have a disadvantage in that the cost is high.
NAB 합금의 기계적 특성 향상을 위해서는 건전한 잉곳(ingot)의 제조 또한 필수적으로 요구된다. 특히, NAB 합금 내 탄소 등의 석출물 저감은 양질의 잉곳을 만드는데 매우 중요하나, NAB 합금의 경우 구리 외에 철, 니켈, 망간, 알루미늄 등의 원소가 총 20wt% 가까이 첨가되기 때문에 탄소가 고용된다. In order to improve the mechanical properties of the NAB alloy, the production of a sound ingot is also essential. In particular, the reduction of precipitates such as carbon in the NAB alloy is very important to make a high-quality ingot, but in the case of the NAB alloy, in addition to copper, elements such as iron, nickel, manganese, and aluminum are added in a total of close to 20 wt%, so carbon is employed.
NAB 합금 내의 탄소(C)는 일반적으로 주조시 사용하는 도가니, 동합금 스크랩 또는 외부 오염으로 유입되는 것으로 알려져 있는데, 플레이크(flake) 형태의 경우 일반적인 탄화물과는 달리 매우 많은 기공을 포함하거나 시편 내부에 필름 형상으로 형성된다(도 10 참조). 또한, 잉곳 또는 주조 공정 중 용탕에 존재하는 수소(H)는 산소(O)와 반응하여 다수의 기공성 결함을 생성하여 주조물의 품질에 악영향을 미친다. Carbon (C) in NAB alloy is generally known to flow into crucibles, copper alloy scraps, or external contamination used during casting. It is formed in a shape (see FIG. 10). In addition, hydrogen (H) present in the molten metal during the ingot or casting process reacts with oxygen (O) to generate a number of porosity defects, adversely affecting the quality of the casting.
이러한 탄소(C)와 수소(H)로 인한 결함이 제품 표면에 존재하는 경우 응력집중처로 작용하여 구조물의 조기 파단을 야기한다. 이에, 통상 표면의 결함을 제거하고, 용접보수를 한 후 용접으로 인한 잔류응력을 제거하기 위해 후열처리(PWHT)를 진행한 다음, 해당 부분을 비파괴 검사로 확인하는 일련의 공정이 추가된다. When defects caused by carbon (C) and hydrogen (H) exist on the surface of the product, they act as stress concentration points and cause premature fracture of the structure. Accordingly, a series of processes are added to remove defects on the surface and perform post-heat treatment (PWHT) to remove residual stress due to welding after repairing and repairing the welding, and then confirming the relevant part by non-destructive inspection.
상술한 일련의 보수 공정은 비용 증가 및 공기 지연을 야기하고, 후열처리에 따른 열흔 발생 및 제품 변형이 용이하며, 결함의 발생량에 따라 선급 허용 이상의 크기가 개수가 발생할 경우 재제작이 요구될 수도 있다.The above-mentioned series of repair processes cause cost increase and delay in delivery, and it is easy to generate cracks and product deformation due to post-heat treatment. .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, NAB 합금의 조성에 최적량의 Ti를 포함시킴으로써 NAB 합금 제조시 탄소(C) 및 수소(H)를 효과적으로 제거하여 탄소 및 수소로 인한 결함 발생을 최소화할 수 있는 NAB 합금 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been devised to solve the above problems, and by including an optimal amount of Ti in the composition of the NAB alloy, carbon (C) and hydrogen (H) are effectively removed during the manufacture of the NAB alloy, so that defects caused by carbon and hydrogen An object of the present invention is to provide a NAB alloy composition that can minimize the occurrence.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 NAB 합금 조성물은 전체 NAB 합금 조성물 대비 Al 7.0∼11.0wt%, Ni 3.0∼6.0wt%, Fe 2.0∼6.0wt%, Mn 0.5∼4.0wt%, Zn 1.0wt% 이하, Sn 0.1wt% 이하, Pb 0.03wt% 이하, Ti 0.008∼0.035wt%를 포함하며, 나머지 성분은 Cu인 것을 특징으로 한다. The NAB alloy composition according to the present invention for achieving the above object is Al 7.0 to 11.0 wt%, Ni 3.0 to 6.0 wt%, Fe 2.0 to 6.0 wt%, Mn 0.5 to 4.0 wt%, Zn 1.0 compared to the total NAB alloy composition wt% or less, Sn 0.1wt% or less, Pb 0.03wt% or less, Ti 0.008 to 0.035wt%, and the remaining component is Cu.
또한, 본 발명에 따른 NAB 합금 조성물은 국제선급협회연합(IACS)에 따른 CU3 규격의 NAB 합금 조성물에 Ti가 일정량 포함된 것을 특징으로 한다. In addition, the NAB alloy composition according to the present invention is characterized in that a certain amount of Ti is included in the NAB alloy composition of the CU3 standard according to the International Association of Classification Society (IACS).
Ti 함량은 전체 NAB 합금 조성물 대비 0.008∼0.035wt%이다.The Ti content is 0.008 to 0.035 wt% based on the total NAB alloy composition.
본 발명에 따른 NAB 합금 조성물은 다음과 같은 효과가 있다. The NAB alloy composition according to the present invention has the following effects.
Ti 첨가에 따라 NAB 합금 용탕 내에 존재하는 탄소 및 수소가 제거되며, 이를 통해 탄소 및 수소로 인한 결함 발생을 억제시킬 수 있다. 또한, 탄소 및 수소에 기인한 결함이 억제됨에 따라, 이들 결함을 제거하기 위한 보수용 용접공정 및 후열처리 공정을 최소화할 수 있다.According to the addition of Ti, carbon and hydrogen present in the molten NAB alloy are removed, thereby suppressing the occurrence of defects due to carbon and hydrogen. In addition, as defects due to carbon and hydrogen are suppressed, a welding process for repair and a post-heat treatment process for removing these defects can be minimized.
도 1은 TiC 생성시 필요한 엔탈피를 설명하기 위한 참고도.
도 2는 일반적인 CU3 규격의 NAB 합금에서의 탄소 100ppm 존재시 그라파이트 상분율을 나타낸 것.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 NAB 합금 조성물을 이용하여 제조된 NAB 합금의 그라파이트 상분율 해석(factsage) 결과를 나타낸 것.
도 4는 Ti 첨가 및 Ti 첨가량에 따른 탄소 저감 특성을 나타낸 실험결과.
도 5는 NAB 합금 구조물 내에 존재하는 TiH2를 나타낸 SEM 사진.
도 6은 Ti 첨가 및 Ti 첨가량에 따른 수소 저감 특성을 나타낸 실험결과.
도 7은 NAB 합금 구조물 내에 존재하는 Ti 개재물을 나타낸 SEM 사진.
도 8은 일반적인 CU3 규격의 NAB 합금 조성물을 이용하여 제작된 선박 프로펠러 및 본 발명에 따른 NAB 합금 조성물을 이용하여 제작된 선박 프로펠러의 수소 함량 및 보수용접율을 나타낸 그래프.
도 9는 일반 CU3 규격 NAB 합금으로 제조된 구조물(a) 및 본 발명에 따른 NAB 합금 조성물로 제조된 구조물(b)의 표면을 나타낸 것.
도 10은 NAB 합금 구조물 내에 존재하는 필름 형상의 그라파이트를 나타낸 SEM 사진.1 is a reference diagram for explaining the enthalpy required to generate TiC.
Figure 2 shows the graphite phase fraction in the presence of 100ppm carbon in the NAB alloy of the general CU3 standard.
Figure 3 shows the graphite phase fraction analysis (factsage) results of the NAB alloy prepared using the NAB alloy composition according to an embodiment of the present invention.
4 is an experimental result showing the carbon reduction characteristics according to the addition of Ti and the amount of Ti.
5 is a SEM photograph showing TiH 2 present in the NAB alloy structure.
6 is an experimental result showing the hydrogen reduction characteristics according to the addition of Ti and Ti.
7 is a SEM photograph showing the Ti inclusions present in the NAB alloy structure.
8 is a graph showing the hydrogen content and repair welding rate of a ship propeller manufactured using a general CU3 standard NAB alloy composition and a ship propeller manufactured using the NAB alloy composition according to the present invention.
9 is a view showing the surface of a structure (a) made of a general CU3 standard NAB alloy and a structure (b) made of a NAB alloy composition according to the present invention.
10 is a SEM photograph showing a film-shaped graphite present in the NAB alloy structure.
본 발명은 NAB 합금 구조물의 제조시 탄소(C) 및 수소(H)로 인한 결함을 최소화시킬 수 있는 기술을 제시한다. The present invention proposes a technique capable of minimizing defects due to carbon (C) and hydrogen (H) in the manufacture of NAB alloy structures.
앞서 '발명의 배경이 되는 기술'에서 언급한 바와 같이, NAB 합금 구조물의 제조시 용탕 내에 탄소 및 수소가 존재하며, 탄소는 구조물 내에 필름 형태로 존재하여 구조물의 기계적 특성 저하를 야기하고, 수소는 산소와 반응하여 기공성 결함을 생성시킨다. As mentioned above in 'Technology Background to the Invention', carbon and hydrogen exist in the molten metal during the manufacture of the NAB alloy structure, and carbon exists in the form of a film in the structure, causing deterioration of mechanical properties of the structure, and hydrogen is Reacts with oxygen to create porosity defects.
본 발명은 NAB 합금 조성물에 Ti를 첨가함으로써, NAB 합금 제조시 용탕 내에 존재하는 탄소를 슬래그 형태로 석출시켜 NAB 합금 구조물 내에 탄화물 잔존비율을 최소화시킬 수 있다. 또한, Ti가 첨가됨에 따라 Ti와 수소(H)의 반응을 유도하여 수소와 산소의 반응을 억제시킴으로써 수소와 산소의 반응으로 인한 기공성 결함 생성을 최소화할 수 있다. In the present invention, by adding Ti to the NAB alloy composition, carbon present in the molten metal is precipitated in the form of slag when the NAB alloy is manufactured, thereby minimizing the residual ratio of carbides in the NAB alloy structure. In addition, by inducing a reaction between Ti and hydrogen (H) as Ti is added to inhibit the reaction between hydrogen and oxygen, generation of porosity defects due to the reaction between hydrogen and oxygen can be minimized.
본 발명에서 NAB 합금 조성물을 통해 제조되는 NAB 합금 구조물은 제한되지 않으나, 일 예로 선박 및 해양플랜트의 프로펠러, 펌프, 밸브 등이 해당될 수 있다. In the present invention, the NAB alloy structure manufactured through the NAB alloy composition is not limited, but may include propellers, pumps, and valves of ships and offshore plants as an example.
본 발명에 따른 NAB 합금 조성물은, 전체 NAB 합금 조성물 대비 Al 7.0∼11.0wt%, Ni 3.0∼6.0wt%, Fe 2.0∼6.0wt%, Mn 0.5∼4.0wt%, Zn 1.0wt% 이하, Sn 0.1wt% 이하, Pb 0.03wt% 이하, Ti 0.008∼0.035wt%를 포함하며, 나머지 성분은 Cu이다. Cu는 약 77∼82wt%의 조성비를 이룬다. 또한, 상기 성분 이외에 불가피한 불순물이 포함될 수 있다. The NAB alloy composition according to the present invention, compared to the total NAB alloy composition, Al 7.0 to 11.0 wt%, Ni 3.0 to 6.0 wt%, Fe 2.0 to 6.0 wt%, Mn 0.5 to 4.0 wt%, Zn 1.0 wt% or less, Sn 0.1 wt% or less, Pb 0.03 wt% or less, Ti 0.008 to 0.035 wt%, and the remaining component is Cu. Cu forms a composition ratio of about 77 to 82 wt%. In addition, unavoidable impurities may be included in addition to the above components.
본 발명에 따른 NAB 합금 조성물은, 국제선급협회연합(IACS)에 따른 CU3 규격의 NAB 합금 조성물을 변형한 것이라 할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 NAB 합금 조성물은 국제선급협회연합(IACS)에 따른 CU3 규격의 NAB 합금 조성물의 조성비를 바탕으로 하여 일정량의 Ti를 첨가한 것이다. The NAB alloy composition according to the present invention can be said to be a modified NAB alloy composition of the CU3 standard according to the International Association of Classification Society (IACS). Specifically, the NAB alloy composition according to the present invention is one in which a certain amount of Ti is added based on the composition ratio of the NAB alloy composition of the CU3 standard according to the International Association of Classification Society (IACS).
앞서 언급한 바와 같이 CU3 규격의 NAB 합금은 우수한 내부식성을 보유함과 함께 일정 수준 이상의 기계적 특성을 갖고 있는데, 제조시 탄소(C) 및 수소(H)로 인해 기계적 특성이 저하되는 문제점이 있다. 본 발명에 따른 NAB 합금 조성물은 CU3 규격 NAB 합금의 장점을 취함과 함께 탄소(C) 및 수소(H)로 인한 결함 등의 단점을 보완하기 위한 것이라 할 수 있다. As mentioned above, the NAB alloy of the CU3 standard has excellent corrosion resistance and mechanical properties above a certain level, but there is a problem in that the mechanical properties are deteriorated due to carbon (C) and hydrogen (H) during manufacture. The NAB alloy composition according to the present invention can be said to take advantage of the CU3 standard NAB alloy and to compensate for disadvantages such as defects due to carbon (C) and hydrogen (H).
본 발명에 따른 NAB 합금 조성물에 있어서, Ti가 0.008∼0.035wt% 첨가되는 것을 한정하고 있는데, Ti 첨가량은 탄소(C) 및 수소(H)의 제거특성을 고려한 것이며, 이는 후술하는 실험결과에 의해 뒷받침된다. In the NAB alloy composition according to the present invention, Ti is limited to be added in an amount of 0.008 to 0.035 wt%, but the amount of Ti added is in consideration of the removal characteristics of carbon (C) and hydrogen (H). backed up
Ti 첨가량이 0.008wt%보다 작으면 NAB 합금 구조물에서의 탄소 및 수소 저감 효과가 미미하며, Ti 첨가량이 0.035wt%보다 크면 Ti가 NAB 합금 구조물 내에서 클러스터를 이루어 개재물로 작용하므로 NAB 합금 구조물의 연신율 및 인장강도 특성이 나빠지게 된다. If the amount of Ti added is less than 0.008 wt%, the carbon and hydrogen reduction effect in the NAB alloy structure is insignificant. and tensile strength properties are deteriorated.
Ti가 포함된 NAB 합금 조성물을 이용하여 NAB 합금 구조물을 제조함에 있어서, 탄소(C) 및 수소(H)가 제거되는 기작은 다음과 같다. In manufacturing the NAB alloy structure using the NAB alloy composition containing Ti, the mechanism by which carbon (C) and hydrogen (H) are removed is as follows.
먼저, 탄소(C)가 제거되는 기작을 설명하면, NAB 합금 조성물이 용융된 용탕 내에서 Ti와 C는 반응성이 높아 TiC를 용이하게 생성한다. 도 1의 엔탈피 참고도를 보면 TiC는 낮은 엔탈피에도 쉽게 형성됨을 확인할 수 있다. 이와 같이, 용탕 내에서 Ti와 C가 쉽게 반응하여 TiC를 생성하며, 생성된 TiC와 같은 티타늄 탄화물은 용탕 내에서 비중이 상대적으로 작아 슬래그 형태로 부유된다. 따라서, 슬래그 형태의 TiC를 용탕으로부터 제거하면 NAB 합금 구조물에 존재하는 탄소 성분을 최소화할 수 있게 된다. First, explaining the mechanism by which carbon (C) is removed, Ti and C have high reactivity in the molten metal in which the NAB alloy composition is molten, so that TiC is easily generated. Referring to the enthalpy reference diagram of FIG. 1, it can be seen that TiC is easily formed even with low enthalpy. As described above, Ti and C easily react in the molten metal to generate TiC, and the produced titanium carbide such as TiC has a relatively small specific gravity in the molten metal and floats in the form of slag. Therefore, when TiC in the form of slag is removed from the molten metal, it is possible to minimize the carbon component present in the NAB alloy structure.
도 2는 일반적인 CU3 규격의 NAB 합금에서의 그라파이트 상분율을 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 NAB 합금 조성물을 이용하여 제조된 NAB 합금의 그라파이트 상분율을 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면 일반적인 CU3 규격의 NAB 합금의 경우 상온에서 0.010wt%의 그라파이트 상분율을 나타내나, 도 3을 참조하면 Ti 첨가량이 증가할수록 NAB 합금 내에서의 그라파이트 상분율이 감소됨을 확인할 수 있다. 도 3에서 Ti 첨가량이 160ppm 즉, 0.016wt% 첨가된 경우 그라파이트 상분율이 거의 0에 수렴함을 확인할 수 있다. Figure 2 shows the graphite phase fraction in the NAB alloy of the general CU3 standard, Figure 3 shows the graphite phase fraction of the NAB alloy manufactured using the NAB alloy composition according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, in the case of a typical CU3 standard NAB alloy, a graphite phase fraction of 0.010 wt% is shown at room temperature. . In FIG. 3 , it can be seen that the graphite phase fraction converges to almost zero when the Ti addition amount is 160 ppm, that is, 0.016 wt % is added.
Ti 첨가에 따른 NAB 합금 내에서의 탄소 저감 효과는 도 4의 그래프를 통해서도 확인할 수 있다. 도 4를 참조하면, Ti 첨가량 증가에 따라 탄소가 저감되는 것을 알 수 있다. 탄소량과 그라파이트 해석 결과와 상이한 것은 탄소 성분 경우 주조 과정에서 용해량 및 주형(점결제 및 도형제)를 통해 유입될 수 있고, 일부 NAB 합금에 고용되는 양에 의한 것이다. The carbon reduction effect in the NAB alloy according to the addition of Ti can also be confirmed through the graph of FIG. 4 . Referring to FIG. 4 , it can be seen that carbon is reduced as the amount of Ti added increases. The difference between the amount of carbon and the graphite analysis results is due to the amount of dissolved carbon during the casting process and the amount that can be introduced through the mold (caking and coating agent) and dissolved in some NAB alloys.
다음으로, 수소(H)가 제거되는 기작은 Ti 높은 반응선택성을 이용하는 것이다. 용탕 내에서 수소는 산소(O) 또는 Ti와 반응할 수 있다. 수소가 산소와 반응하면 전술한 바와 같이 이는 NAB 합금 구조물의 기공성 결함을 야기하게 되며, 수소가 Ti와 반응하면 TiH2 형태로 석출(도 5 참조)되어 NAB 합금 구조물 내에 2차상 형태로 존재하게 된다. 산소와 Ti가 모두 존재하는 조건 하에서 수소와의 반응선택성이 산소보다 Ti가 크기 때문에 용탕 내의 수소는 Ti와 반응하게 되어 상대적으로 수소와 산소의 반응은 억제된다. 따라서, Ti 첨가에 따라 수소와 산소의 반응으로 인한 기공성 결함의 생성은 최소화된다. 한편, 수소와 Ti의 반응으로 생성되어 석출되는 TiH2는 NAB 합금 구조물 내에 존재하게 되며 그 양이 미미하기 때문에 NAB 합금 구조물의 물성에 미치는 영향은 작다. Next, the mechanism by which hydrogen (H) is removed is to use Ti high reaction selectivity. In the molten metal, hydrogen may react with oxygen (O) or Ti. When hydrogen reacts with oxygen, as described above, this causes porosity defects in the NAB alloy structure, and when hydrogen reacts with Ti, it is precipitated in the form of TiH 2 (see FIG. 5 ) to exist as a secondary phase in the NAB alloy structure. do. Under the condition in which both oxygen and Ti exist, since Ti has greater reaction selectivity with hydrogen than oxygen, hydrogen in the molten metal reacts with Ti, and the reaction between hydrogen and oxygen is relatively suppressed. Therefore, the generation of porosity defects due to the reaction of hydrogen and oxygen according to the addition of Ti is minimized. On the other hand, TiH 2 generated by the reaction of hydrogen and Ti and precipitated is present in the NAB alloy structure, and since the amount is insignificant, the effect on the physical properties of the NAB alloy structure is small.
도 6은 Ti 첨가 여부에 따른 수소 저감 특성을 나타낸 것이다. 도 6을 참조하면, Ti 첨가에 따라 그리고 Ti 첨가량이 증가될수록 NAB 합금 내에 잔존하는 수소 성분의 양이 급격하게 감소됨을 확인할 수 있다. 6 shows the hydrogen reduction characteristics according to the addition of Ti. Referring to FIG. 6 , it can be seen that the amount of the hydrogen component remaining in the NAB alloy sharply decreases with the addition of Ti and as the amount of Ti added increases.
한편, 앞서 본 발명에 따른 NAB 합금 조성물에 포함되는 Ti의 최적량으로 0.008∼0.035wt%를 제시하고, Ti 첨가량이 0.035wt%보다 크면 Ti가 클러스터를 형성하여 인장물성이 나빠짐을 기재하였는데, 실험에 따르면 Ti 첨가량이 0.02wt%보다 클 때 Ti 클러스터가 형성됨을 확인하였다(도 7 참조). 그럼에도 불구하고, Ti 첨가량의 상한을 0.035wt%로 설정한 이유는, 실제 대형 NAB 합금 제조시 Ti와 C의 반응 등으로 인해 소모되는 것을 감안한 것이다. 예를 들어, 100톤 이상의 NAB 합금 구조물의 제조시 실험시에 대비하여 TiC 슬래그 등으로 소모되는 Ti의 양을 고려하여 Ti 첨가량의 상한을 0.035wt%로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 100톤 이상의 대형 NAB 합금 구조물의 제조시 Ti 첨가량의 하한 역시 0.02wt%로 설정하는 것이 바람직하다. On the other hand, it was previously described that 0.008 to 0.035 wt % is presented as an optimal amount of Ti contained in the NAB alloy composition according to the present invention, and when the Ti addition amount is greater than 0.035 wt %, Ti forms a cluster and the tensile properties deteriorate. According to the results, it was confirmed that Ti clusters were formed when the amount of Ti added was greater than 0.02 wt% (see FIG. 7). Nevertheless, the reason why the upper limit of the amount of Ti added is set to 0.035 wt% is in consideration of consumption due to the reaction of Ti and C during the actual manufacture of a large NAB alloy. For example, it is preferable to set the upper limit of the Ti addition amount to 0.035 wt% in consideration of the amount of Ti consumed as TiC slag, etc. in preparation for the experiment when manufacturing a NAB alloy structure of 100 tons or more. In addition, it is preferable to also set the lower limit of the Ti addition amount to 0.02wt% in the manufacture of a large NAB alloy structure of 100 tons or more.
정리하면, 실험결과를 기준으로 NAB 합금 조성물 내의 Ti 함량은 0.008∼0.020wt%로 설정하는 것이 바람직하나, 100톤 이하의 NAB 합금 구조물의 제조시에는 Ti 함량을 0.01∼0.015wt%로 설정할 수 있으며, 100톤 이상의 NAB 합금 구조물의 제조시에는 Ti 함량을 0.02∼0.035wt%로 설정할 수 있다. In summary, it is preferable to set the Ti content in the NAB alloy composition to 0.008 to 0.020 wt% based on the experimental results, but when manufacturing the NAB alloy structure weighing 100 tons or less, the Ti content can be set to 0.01 to 0.015 wt%, , when the NAB alloy structure of 100 tons or more is manufactured, the Ti content may be set to 0.02 to 0.035 wt%.
이를 감안하여, 본 발명에 따른 NAB 합금 조성물 내에서의 Ti 함량은 0.008∼0.035wt% 범위 내에서 필요에 따라 선택적으로 적용할 수 있다. In view of this, the Ti content in the NAB alloy composition according to the present invention may be selectively applied as needed within the range of 0.008 to 0.035 wt%.
본 발명에 따른 NAB 합금 조성물을 이용하여 선박 프로펠러를 제작한 결과, 일반적인 CU3 규격의 NAB 합금 조성물을 이용하여 선박 프로펠러를 제작한 결과에 대비하여 수소는 0.58ppm에서 0.17ppm으로 약 70% 이상 감소되었으며, 보수용접율 역시 9.52개소/대에서 2.76개소로 약 71% 감소되었다(도 8 참조). 도 9는 일반 CU3 규격 NAB 합금으로 제조된 구조물(a) 및 본 발명에 따른 NAB 합금 조성물로 제조된 구조물(b)의 표면을 나타낸 것으로서, 육안으로도 결함 저감을 확인할 수 있다. As a result of manufacturing a ship propeller using the NAB alloy composition according to the present invention, compared to the result of manufacturing a ship propeller using a general CU3 standard NAB alloy composition, hydrogen was reduced from 0.58 ppm to 0.17 ppm by about 70% or more. , the repair welding rate also decreased by about 71% from 9.52 places/set to 2.76 places (see FIG. 8). Figure 9 shows the surface of the structure (a) made of the general CU3 standard NAB alloy and the structure (b) made of the NAB alloy composition according to the present invention, it is possible to confirm the defect reduction with the naked eye.
Claims (3)
Al 7.0~11.0wt%, Ni 3.0~6.0wt%, Fe 2.0~6.0wt%, Mn 0.5~4.0wt%, Zn 1.0wt% or less, Sn 0.1wt% or less, Pb 0.03wt% or less compared to the total NAB alloy composition , Ti containing 0.008 to 0.035 wt%, and the remaining component is Cu NAB alloy composition.
NAB alloy composition, characterized in that Ti is included in a certain amount in the NAB alloy composition of the CU3 standard according to the International Association of Classification Society (IACS).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200139446A KR20220055204A (en) | 2020-10-26 | 2020-10-26 | Composition for Ni-Al-Bronze alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200139446A KR20220055204A (en) | 2020-10-26 | 2020-10-26 | Composition for Ni-Al-Bronze alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220055204A true KR20220055204A (en) | 2022-05-03 |
Family
ID=81591095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200139446A KR20220055204A (en) | 2020-10-26 | 2020-10-26 | Composition for Ni-Al-Bronze alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220055204A (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08218136A (en) | 1995-02-09 | 1996-08-27 | Honda Motor Co Ltd | Copper alloy and its production |
| KR20030033729A (en) | 2001-10-24 | 2003-05-01 | 손영애 | Cupper Alloy Compositions |
| JP2019002042A (en) | 2017-06-14 | 2019-01-10 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | Cu-Ni-Al-BASED COPPER ALLOY SHEET MATERIAL, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND CONDUCTIVE SPRING MEMBER |
| KR20190054825A (en) | 2017-11-14 | 2019-05-22 | 한국생산기술연구원 | Abrasion-resistant copper alloy and its manufacturing method thereof |
| JP2020079436A (en) | 2018-11-13 | 2020-05-28 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | HIGH YOUNG Cu-Ni-Al-BASED COPPER ALLOY SHEET, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND CONDUCTIVE SPRING MEMBER |
-
2020
- 2020-10-26 KR KR1020200139446A patent/KR20220055204A/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08218136A (en) | 1995-02-09 | 1996-08-27 | Honda Motor Co Ltd | Copper alloy and its production |
| KR20030033729A (en) | 2001-10-24 | 2003-05-01 | 손영애 | Cupper Alloy Compositions |
| JP2019002042A (en) | 2017-06-14 | 2019-01-10 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | Cu-Ni-Al-BASED COPPER ALLOY SHEET MATERIAL, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND CONDUCTIVE SPRING MEMBER |
| KR20190054825A (en) | 2017-11-14 | 2019-05-22 | 한국생산기술연구원 | Abrasion-resistant copper alloy and its manufacturing method thereof |
| JP2020079436A (en) | 2018-11-13 | 2020-05-28 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | HIGH YOUNG Cu-Ni-Al-BASED COPPER ALLOY SHEET, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND CONDUCTIVE SPRING MEMBER |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Defects caused by precipitation of in liquid copper-nickel-aluminum bronze alloy, Pwenschot, 2014. |
| Microstructure and mechanical properties of Cu-3 at.% Ti alloy aged in a hydrogen atmosphere, S. Semboshi, 2013. |
| Thermodynamics of certain refractory compound, H.L. Schick, 1996 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2005211610B2 (en) | Aluminum-silicon alloy having reduced microporosity | |
| Jayashree et al. | Review on effect of silicon carbide (SiC) on stir cast aluminium metal matrix composites | |
| AU2005318925B2 (en) | Heat treatment of aluminium alloy high pressure die castings | |
| Mousavi et al. | The effect of mischmetal and heat treatment on the microstructure and tensile properties of A357 Al–Si casting alloy | |
| NO339444B1 (en) | Castable magnesium alloys | |
| KR102492525B1 (en) | A manufacturing method of brass having anti-corrosion | |
| EP0642597A1 (en) | Corrosion resistant iron aluminides exhibiting improved mechanical properties and corrosion resistance | |
| US5320803A (en) | Process for making aluminum-lithium alloys of high toughness | |
| EP4215634A1 (en) | Aluminium casting alloy | |
| Lunder et al. | Corrosion resistant magnesium alloys | |
| KR20220055204A (en) | Composition for Ni-Al-Bronze alloy | |
| JP2022177040A (en) | Aluminum alloy for die casting and die cast aluminum alloy material | |
| CA3130939C (en) | Aluminium-based alloy | |
| EP3187605B1 (en) | A hybrid aluminium bronze alloy and its preparation method | |
| CN115213584B (en) | Cavitation erosion resistant high-manganese aluminum bronze welding wire for repairing propeller and manufacturing method | |
| Alam et al. | Development and characterization of new AZ41 and AZ51 magnesium alloys | |
| EP4019654A1 (en) | Low density medium alloyed steels with aluminium and manganese | |
| RU2119548C1 (en) | Corrosion-resistant steel | |
| Yılmaz | Characterization of silicon carbide particulate reinforced squeeze cast Aluminum 7075 matrix composite | |
| US3649251A (en) | Austenitic stainless steels adapted for exhaust valve applications | |
| Micah et al. | Physical and Mechanical Characterization of Aluminum Bronze (CU-10% Al) Alloy Doped with Fe | |
| CN112853158A (en) | Marine aluminum alloy thick plate and production method thereof | |
| JP2022040700A (en) | High load resistance and high corrosion resistance aluminum copper alloy and slide member | |
| CN116262954A (en) | Seawater scouring corrosion resistant Ce-containing copper-nickel alloy and preparation method thereof | |
| Wenschot | A new Mn–Ni–Al bronze alloy |