Abstract
The Al-Cr-Zr composite metal powders were prepared by mechanical alloying and consolidated by vacuum hot pressing. The microstructural characteristics and the thermal stability of the MA Al-Cr-Zr alloys were evaluated by means of microhardness measurement, XRD and TEM in order to develop high temperature, high strength aluminum alloys. The mechanical alloying was conducted in attritor with 300rpm for 20 hours. The density of the vacuum hot pressed Al-Cr-Zr alloy reached at 97% of theoretical one. After exposing at $300^{\circ}C$ for 100 hours, there is almost no variation in hardness change of the MA alloys. Even after exposing at $ 500^{\circ}C$ for 100 hours, the hardness of the alloy was decreased within 6% of the initial value. The fine stable $Al_3Zr\;and\; Al_{13}Cr_2$ intermetallics were formed at the stage of consolidation and heat treatment in aluminum matrix. The good thermal stability of the MA Al-Cr-Zr alloy can ab attributed to the role of the dispersoids, inhibiting grain growth of nanocrystalline, and the final grain size after heat treatment was less than 150nm.
본 연구에서는 고온용 고강도 Al 합금을 제조하기 위해 Al-Cr-Zr 복합금속분말을 attritor에서 300rpm의 회전속도로 20시간 동안 기계적 합금화방법으로 제조한 후 진공 고온 압축성형하였다. Al-Cr-Zr 합금의 미세구조 및 조직관찰은 XRD, TEM 등을 사용하여 분석하였고, 열적 안정성은 열적 노출시간에 따른 미소경도측정을 통하여 조사하였다. 진공 열간 압축성형 되었을 때 MA Al-Cr-Zr 합금의 이론 밀도의 97%에 이르는 조밀화르 f보였으며, $300^{\circ}C$에서 100시간 열처리 한 경우에는 경도변화가 거의 없었고, $500^{\circ}C$에서 100시간 열처리한 경우에도 감소가 6% 이내로 우수한 열적 안정성을 나타내었다. 이와 같은 MA Al-Cr-Zr 합금의 우수한 열적 안정성은 기계적 합금화에 의해 Al 기지 내에 미세하고 균일하게 분산된 Cr과 Zr이 고온 성형과 열처리 과정에 의해 $Al_3Zr,\;Al_{13}Cr_2$의 금속간 화합물들의 형성되었으며, 열처리 후의 이 합금의 최종 결정립 크기는 150mm 크기 이하이었다.
