Ta-12W 합금의 고강도-고연성 동시 향상 전략

탄탈륨-텅스텐 합금은 극한 항공우주 분야에 필수적이지만, 기존 제조 방식의 산화 민감성과 가공성 한계로 기계적 성능과 제조성이 제약됩니다. 본 연구는 Ta-12W 합금의 강도와 연성을 동시에 향상시키는 새로운 공정인 '선택적 레이저 용융 + 압연 + 통과 간 전기 처리(ET-AMR)'를 제안합니다. 먼저, 선택적 레이저 용융으로 미세 결정립, 고밀도, 완전한 원소 확산 및 비편석 기판을 제조했습니다. 이후 다중 통과 압연을 통해 미세 구조를 미세화하고 상당한 변형 에너지를 저장했습니다. 통과 간 전기 처리는 전위 얽힘을 해소하고 응력 집중을 완화하며 변형 비국소화를 유도했습니다. 압연과 펄스 전류의 복합 효과로 내부 기공과 균열이 효과적으로 복구되어 다공성이 0.15%에서 0.002%로 감소하고 재료의 치밀화가 크게 개선되었습니다. 특정 어닐링 절차를 통해 Ta-12W 합금의 기계적 특성과 결정립 진화 거동이 더욱 향상되었습니다. 인장 강도는 제조 직후 대비 63% 증가한 986 MPa에 도달했으며, 연신율은 약 3.3배 증가한 14.8%를 기록했습니다. 어닐링 후에는 조대-미세 결정립 이종 구조와 아결정립-재결정 이종 구조가 형성되었고, 주상 결정립은 적층 방향을 따라 층상 등축 결정립으로 변형되었습니다. 소성 변형 중 결정립 크기와 유형의 이질성은 전위 축적을 유발하여 이종 변형 유도 강화(heterogeneous deformation-induced strengthening)를 더욱 촉진하고 고강도 하에서 연성 동시 증가를 유도했습니다. 본 연구는 탄탈륨-텅스텐 합금의 고성능 제조 및 개발에 새로운 통찰력을 제공합니다.