Pd-Ag-In-Ga계 금속-세라믹용 합금의 모의 소성과 냉각에 따른 경도 및 미세 구조의변화
Changes in hardness and microstructure of a Pd-Ag-In-Ga-based metal-ceramic alloy during porcelain firing simulation and subsequent cooling
신혜정, 권용훈, 설효정,
소속 상세정보
신혜정 ( Shin Hye-Jung ) - 부산대학교 치의학전문대학원 치과재료학교실
권용훈 ( Kwon Yong-Hoon ) - 부산대학교 치의학전문대학원 치과재료학교실
설효정 ( Seol Hyo-Joung ) - 부산대학교 치의학전문대학원 치과재료학교실
Abstract
본 실험에서는 조성이 49.5Pd-40Ag-9In-1Ga(wt.%)인 합금을 이용하여, 모의 소성 시 합금의 경화에 가장 효과적인냉각 속도를 알아내고, 모의 소성의 각 단계에서 합금의 경화에 가장 효과적인 냉각 속도로 냉각하거나 급랭하여소성 과정과 그 후의 냉각 과정에 따른 합금의 경도 및 이와 관련된 미세 구조의 변화를 관찰하였다. 이를 위하여,합금을 모의 소성한 후 경도 시험, 미세 구조, 결정 구조 및 원소 분포의 변화를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
본 실험에 사용된 합금은 주조 후 산화 처리에 의해 균질화가 진행되어 합금이 연화 되었고, 그 후 냉각됨에 따라경화 되었다. 합금의 산화 처리 후 냉각 시 최고의 경화 효과를 나타내는 냉각 속도는 Stage 0이었다. 모의 소성진행 시 각 단계별 냉각 속도를 Stage 0으로 통일하여 최종 소성 단계인 Glaze 단계까지 진행하여도 최종 모의 소성을완료한 후 얻어진 금속 하부 구조물의 최종 경도는 주조 직후의 합금의 경도보다 낮았다. 모의 소성 과정에 따른경도의 하강은 석출물이 조대화됨에 따라 면심정방(face-centered tetragonal) 구조의 석출물과 면심입방(face-centeredcubic) 구조의 기지 사이의 계면의 면적이 감소되어 격자 뒤틀림이 해소된 것에 기인하였다.
In this experiment, the alloy having the composition of 49.5Pd-40Ag-9In-1Ga (wt.%) was used to find the most effectivecooling rate for the hardening of alloy during porcelain firing simulation. In each stage of firing simulation, ice-quenchingor cooling at the most effective cooling rate for hardening of the alloy was done after firing to observe changes in the hardnessand associated microstructures during the firing and subsequent cooling. For this purpose, the firing simulated alloy was characterizedby analyzing the changes in hardness, microstructure, crystal structure and the elemental distribution. The hardness of alloydecreased by cooling after oxidation treatment, which was induced by the homogenization of the specimen. In this alloy, themost effective cooling rate for alloy hardening after oxidation treatment was Stage 0. During the porcelain firing simulationuntil the final firing stage, the cooling rate was set to Stage 0, and the complete firing simulation was performed until thefinal firing stage, Glaze. As a result, the final hardness of the metal substructure obtained after complete firing simulation waslower than that of the as-cast specimen. The decrease in hardness caused by the porcelain firing simulation results from areduction in the interface between the precipitates of face-centered tetragonal structures and the matrix of face-centered cubicstructures as the precipitates coarsen.
키워드
냉각속도; 균질화; 포세린 모의소성; 석출
Cooling rate; Homogenization; Porcelain firing simulation; Precipitation
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