Al2O3 나노 입자가 CoCrNi LPBF 부품의 특성에 미치는 영향

실험

이 연구에서는 CoCrNi 합금 분말과 Al₂O₃ 분말을 원료로 사용했습니다. CoCrNi 합금 분말은 진공 가스 분무로 제조되었으며 분말 입자 크기 범위는 15-53 μm였습니다. Al₂O₃ 분말의 입자 크기는 38-74 μm였습니다. 원료 분말을 혼합한 후 LPBF 적층 제조 시스템에서 가공했습니다.

CoCrNi의 화학 성분:

CoCrNi의 형태학:

미세 구조 분석:

Al2O2를 첨가하면 CoCrNi 매트릭스의 입자가 상당히 정제되고 많은 수의 나노 크기의 Al2O2 침전물이 형성됩니다. 이러한 침전물은 경계를 따라 분포되어 전위의 이동을 효과적으로 방해합니다.

기계적 특성:

압축 시험 결과에 따르면 CoCrNi 부품의 최종 압축 강도와 경도는 Al₂O₃의 첨가에 따라 크게 증가합니다. 특히 Al₂O₃ 함량이 7.5 wt%인 경우 최종 압축 강도는 1143MPa, 파괴 변형률은 29.8%, 경도는 300 HV에 이릅니다. 이러한 성능 향상은 주로 입자 미세화, 전위 강화, 2상 강화와 같은 메커니즘에 기인합니다.

결론:

이 연구에서는 LPBF 기술로 Al₂O₃ 강화 CoCrNi 금속 매트릭스 복합재를 성공적으로 제조하고, Al₂O₃ 첨가가 재료 미세 구조 진화 및 기계적 특성에 미치는 영향을 체계적으로 연구했습니다. 그 결과 적정량의 Al₂O₃를 첨가하면 CoCrNi LPBF 부품의 기계적 특성이 크게 향상될 수 있음을 보여주었습니다. 이 연구는 고성능 금속 매트릭스 복합재를 개발할 수 있는 새로운 방법을 제시합니다.

트루어에서 생산하는 기타 중-고엔트로피 합금 분말:

CoCrNi, FeCoNiCr, FeCoNiCrMn, FeCoNiCrAl, FeCoNiCrMo, FeCoNiCrTi, FeCoNiCrV, FeCoNiCrCu