SLM Ti-Ag 합금의 열처리 효과

본 연구는 선택적 레이저 용융(SLM) 방식으로 제조된 신규 Ti-Ag 합금의 미세구조, 기계적 및 마찰 마모 특성에 대한 후처리 열처리의 영향을 체계적으로 조사했습니다. 기존 문헌의 분말 혼합 방식과 달리, 무전해 Ag 코팅 Ti 분말을 원료로 사용하여 SLM 후 열처리를 통해 Ti 기지 내 Ag 분포를 정밀하게 제어했습니다. X선 회절 분석 결과, 모든 시편에서 α-Ti 기반 기지 구조가 유지되었으며, 열처리 후에는 산화물 상이 형성됨을 확인했습니다. 수냉 및 시효 처리된 시편(HT-3)은 미처리 SLM 시편 대비 68.8% 증가한 508.9 ± 13 HV의 가장 높은 경도를 보였습니다. 이는 Ag-rich 석출물 형성 및 루타일/아나타제 상 안정화에 기인합니다. 인장 시험에서는 SLM 제조 직후 시편이 639.5 MPa로 가장 높은 인장 강도를 나타냈으나, 열처리 시편은 냉각 중 산화 및 미세구조 변화로 인해 강도가 감소했습니다. 15 N 하중 및 100 m 슬라이딩 거리 조건에서 열처리 시편은 마찰 계수가 현저히 낮았으며, 특히 HT-3는 0.48로 22.6% 감소했습니다. HT-3는 또한 가장 낮은 체적 손실을 보여 우수한 내마모성과 안정적인 마찰 거동을 입증했습니다. 이 연구 결과는 SLM Ti-Ag 합금의 맞춤형 기계적 및 마찰 마모 특성 설계를 위한 열처리 전략의 중요성을 강조하며, 생체 재료 및 고성능 부품 분야에서의 잠재적 응용 가능성을 제시합니다.