(b) (a)
(e)
(f)
(g)
Temperature ( ℃ ℃ ℃ ℃ )
F F
Fiiiggg...444...222DSC thermogramsofreversetransformationwithannealing temperature;(a) As-received,(b)300℃x30min,(c)350℃x30min,(d)400℃x 30min,(e)450℃x30min,(f) 500℃x30minand(g)600℃x30min.
즉 B2→R→M변태에서 역변태의 경우 마르텐사이트는 R상으로 역변태가 일어나 고 R상은 다시 모상인 B2상으로 역변태가 일어나기 때문이다.한편 어닐링 처리 온도에 따른 변태특성 및 변태온도의 변화를 보면 열처리 온도가 상승함에 따라 M→R상 변태 또는 R상→B2상으로 변태온도는 상승하였으며 R상 또는 B2상 변태 의 heatflow역시 증가하거나 감소하였다.
이러한 변태특성 및 변태온도의 변화를 어닐링처리 온도에 따라 비교하면 300℃
×30min어닐링 처리의 경우 역변태 온도는 -8.1℃였으나 어닐링 처리 온도가 상승 하여 350℃ 및 400℃가 되면 역변태 온도는 각각2℃이상으로 상승하였다.
또한 M상→R상 변태의 heatflow 역시 12.9J/g,15.5J/g 및 17.3J/g 으로 증가하 였다.그러나 열처리 온도가 450℃이상으로 상승하면 역변태 온도는 감소하였으며 두 개의 역변태 피크는 하나의 피크로 바뀌었다.
FFFiiiggg...444...333및 444...444는 FFFiiiggg...444...111및 444...222의 열분석 곡선으로부터 구한 정변태 및 역변태에 대한 변태온도 및 heatflow를 나타낸다.냉각시 발열피크로부터 구한 Rs
및 Ms온도변화를 어닐링 처리온도에 따라 나타낸 FFFiiiggg...444...333을 보면 Rs온도는 어닐 링 처리 온도가 상승하면 350℃까지는 증가하였으나 400℃이상에서는 다시 저하하 였으나 Ms온도는 어닐링 온도가 상승함에 따라 증가하였다.
한편 heatflow 변화를 나타낸 FFFiiiggg...444...444를 보면 Rs온도는 크게 변하지 않았으나 R상→마르텐사이트 변태개시 온도인 Ms온도는 어닐링 처리 온도가 상승하게 되면 증가하고 있음을 알 수 있다.이러한 변태온도 및 heatflow의 변화는 인발된 선재 의 어닐링 효과,미세조직 변화 및 석출물의 영향에 의한 것으로 판단된다.
일반적으로 Ni-Ti합금에서 나타나는 마르텐사이트 변태에는 B2→B19' 변태, B2→R→B19' 변태 및 B2 → B19 → B19' 등이 있다4,13,17,21).B2→B19'변태는 Ni-Ti이원계 합금을 용체화처리 후에 급랭시키면 단사정계(Monoclinic)의 B19' 마르텐사이트가 생성된다.B2→B19변태에서 B19의 결정구조는 사방정계(Orthorhombic) 이고 구조가 단순하며 Au-47.5Cd 합금의 g'2마르텐사이트와 동일하다.이러한 변태는 Ni-Ti계 합금에 Ni을 Cu로 치환한 49.5Ti-40.5Ni-10Cu합금계에서 나타난다.
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60
As 300 350 400 450 500 600
Annealing temperature (
℃℃℃℃ )R
sa n d M
ste m p er a tu re s (℃℃℃℃ )
Rs Ms
FFFiiiggg...444...333...ChangeinRsandMstemperatureswithannealingtemperature.
F F
Fiiiggg...444...444.Change in heatflow offorward and reverse transformations with annealingtemperature.
한편 B2 → R변태는 Ni-Ti계 합금에서 B2상이 B19'상으로 변태되기 전에 중간 단계에서 일어나는 변태이다.R상변태는 입방구조(Cubic)에서 능면체구 조(Rhombohedral)로의 결정구조의 변화로서 입방정의 대각선 방향으로의 격 자연신에 의해 일어난다28).일반적으로 B2→R상 변태는 (1)냉간가공후 400℃～
500℃의 어닐링처리에 의한 전위의 재배열,(2)Ni과잉조선의 Ti-Ni계 합금을 용 체화 처리한 후 400℃～500℃ 온도에서의 시효처리에 의한 석출물의 생성 또는 B2
→B19→B19'변태를 억제하는 제 3원소(Fe또는 Al)의 첨가에 의해 일어난다.
Fig.4.1에서의 B2→R상 변태는 냉간인발 후 450℃～500℃의 어닐링처리에 의 한 전위의 재배열에 의해 일어나는 것으로 판단된다.
한편 Fig.4.5및 4.6은 역변태 곡선으로부터 구한 마르텐사이트→R상 또는 R 상→B2변태 개시 온도(Rs및 As)및 종료 온도(Rf및 Af)를 어닐링 온도에 대해 서 나타낸 것이다.
Fig.4.5에서 보면 어닐링 온도가 400℃로 상승함에 따라 Rs및 Rf온도는 증가 하였으나 어닐링 온도가 450℃ 이상에서는 저하하였다.또한 As온도 및 Af온도 를 나타낸 Fig.4.6의 경우에도 As온도 및 Af온도는 400℃까지는 증가하였으나 450℃이상에서는 저하하였다.
Annealing temperature ( ℃ ℃ ℃ ℃ )
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
As 300 350 400 450 500 600
Rs Rf