Discussion on the Mechanical Alloying Process of Ni-20Cr alloy

Ni-20 Cr계 분말의 기계적 합금화 과정에 대한 고찰

Blends of elemental Ni and 20 weight % Cr powder were milled for different period in a laboratory attritor. Powder size distribution, microstructure and X-ray diffraction characteristics were investigated as a function of processing period. Saturated magnetization, Ms and coercive force, Hc we also measured and compared with plasma melted ingot to confirm the mechanically alloyed states. Mechanical alloying occurred as a consequence of the partition of powders and the increase of interfacial area driving diffusing of Cr into Ni. However, magnetic properties of chemically homogeneous solid solution like melted ingot has not been observed even though steady state of submicron grain size has been achieved after milling over 15 hrs. Further mechanical alloying period gave refinement of grain size, which resulted in the increase of alloyed layer. It is concluded that homogenization should be controlled by the increase of interfacial area between constitutive powders caused by plastic particle deformation and by the diffusion of Cr within the alloyed phase into Ni-rich phase through lattice defects.

닉켈과 크롬 20% 혼합분말을 실험실용 아트리터에서 시간을 달리하여 밀링하였고 입도분포, 미세조직 및 X-레이 회절 특성을 조사하였다. 합금화 상태를 확인하고자 포화자화값과 보자력값을 측정하였고 플라즈마 용해 잉곳 경우와 비교하였다. 기계적 합금화는 분말의 미세화 단계 후 크롬이 닉켈 속으로 확산이 일어나는 계면적의 증가에 의해서 진행하였다. 그러나 15시간 이상 밀링 후 서브 미크론 크기의 결정립으로 정상상태가 이루어졌음에도 불구하고 용해 잉곳과 같이 조성적으로 균일한 고용합금의 자성특성이 관찰되지 않았다. 밀링 시간이 길어질수록 결정립의 크기는 미세화되었으며 합금층이 증가하였다. 따라서 조성의 균질화는 분말의 소성변형에 의해서 일어나는 성분분말 사이의 계면적 증가와 계면내에서 입계 또는 전위와 같은 격자결함을 통해 크롬의 닉켈 속으로 확산에 의해서 율속되는 것으로 생각된다.