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1 [Research Paper] 대한금속 재료학회지 (Korean J. Met. Mater.), Vol. 56, No. 5 (2018) pp DOI: /KJMM Powder Injection Molding 공정으로제조된 17-4PH 강과 Fe-Cr-B 합금복합소재의미세조직및기계적특성 주연아 1 김영균 1 윤태식 2 이기안 1, * 1 인하대학교신소재공학과 2 베스너 ( 주 ) Microstructure and Mechanical Properties of 17-4PH Steel and Fe-Cr-B Alloy Mixed Material Manufactured Using Powder Injection Molding Yeun-Ah Joo 1, Young-Kyun Kim 1, Tae-Sik Yoon 2, and Kee-Ahn Lee 1, * 1 Department of Materials Science and Engineering, Inha University, Incheon 22212, Republic of Korea 2 Bestner Co., Eumseong, Chungcheogbuk-do 27623, Republic of Korea Abstract: This study investigated the microstructure and mechanical properties of 17-4PH precipitation hardened martensite stainless steel and Fe-Cr-B based alloy mixed material manufactured using powder injection molding. 17-4PH stainless steel powder was mixed with 5 wt%, 10 wt% and 20 wt% Fe-Cr-B based alloy (M alloy) powder to manufacture three different PIM mixed materials. Initial microstructural observations confirmed the δ-ferrite phase and martensite phase in the matrix region in all three PIM mixed materials, and (Cr, Fe) 2 B phase was found in the strengthening phase, boride region. Room temperature tensile tests determined the yield strengths of the 5 wt%, 10 wt% and 20 wt% M added mixed materials to be MPa, MPa and MPa, and the ultimate tensile strengths to be MPa, MPa and MPa, respectively. Fracture surface observation confirmed ductile fracture in the ferrite phases, and brittle fracture in the martensite phase and (Cr, Fe) 2 B phase. Also, as the M powder fraction increased, the fracture mode of the (Cr, Fe) 2 B phase was confirmed to shift from intra-phase fracture to inter-phase fracture. Based on the above-mentioned findings, the deformation and fracture behavior of new mixed materials manufactured using powder injection molding was identified, and its application possibilities were also discussed. (Received February 19, 2018; Accepted March 16, 2018) Keywords: 17-4PH, Fe-Cr-B, powder injection molding, mixed material, tensile property 1. 서론 17-4PH(SUS630) 합금은대표적인석출강화형마르텐사이트계스테인레스강 (precipitation-hardened martensitic stainless steel) 이다. 이소재에는전체적으로내부마르텐사이트조직과함께수십 ~ 수백 nm 사이즈의매우미세한 Cu 석출물이고르게분포되어있다 [1,2]. 17-4PH 합금은우수한기계적특성, 내마모특성및내부식특성을나타 *Corresponding Author: Kee-Ahn Lee [Tel: , keeahn@inha.ac.kr] Copyright c The Korean Institute of Metals and Materials 내며이에따라자동차, 항공및의료용생체재료등다양한분야에적용될수있다 [3,4]. 그러나 17-4PH 합금은난가공소재로서정교한형상을지닌구조재료용부품으로제조하는데에는어려움이따른다. Powder injection molding(pim) 공정은분말야금기술에정밀한플라스틱사출성형법이접목된신분말야금성형기술이다 [5]. PIM 공정은원하는조성의분말과바인더 (binder) 를섞어몰드 (mold) 에주입시킨후탈지 (debinding) 및소결 (sintering) 단계를걸쳐높은밀도의완성품을제조할수있다 [6,7]. 이공정은타공정과비교하였을때치수정밀도가높아작고복잡한 3차원형상의부

2 343 대한금속 재료학회지제 56 권제 5 호 (2018 년 5 월 ) Table 1. Chemical composition analysis (XRF) results (wt%) of PIM mixed materials having different M fraction M fraction Fe Cr Cu Ni Mn Si 5 wt% Bal wt% Bal wt% Bal 품을후처리없이비교적용이하게생산할수있다는장점을가진다 [8]. 이에따라 PIM 공정은 17-4PH 등과같은난성형재료에적용되어의료, 군장비, 자동차, 항공등다양한분야에서사용시도되고있다 [9]. 현재까지보고된연구결과들 [10-13] 에서 17-4PH에 boron 분말또는 boride 분말을첨가할경우소결력및기계적특성을효과적으로향상시킬수있다고제시되었다. 그러나이러한연구결과의대부분은첨가된 boron 분말및 boride 분말분율에따른미세조직, 기계적특성의단순제시에국한되어있으며, 미세조직과인장특성의연계및변형거동에대한연구는거의없는실정이다. 한편최근저자들은 powder injection molding 공정으로 Fe- Cr-B 계합금 ( 이하 M 으로명명 ) 을제조하고이합금의미세조직이 Fe-기지 (matrix) 와 boride 로구성되어있음을보이고, 그고온기계적특성 [14] 및산화특성 [15] 을제시하였다. PIM 17-4PH 강의소결성및특성을향상시키기위하여기존 boron 분말이나 boride 분말의사용대신, 상기 Fe-Cr-B 계 M 분말을사용하면보다경제적인제조가가능하고 PIM 공정제어도용이할것으로예상되지만현재까지이와관련하여전혀연구된바없다. 본연구진은선행연구를통해우수한상-고온기계적특성및내마모특성을나타내는것으로확인된 M 합금을 17-4PH에첨가시키고 (5 wt% M, 10 wt% M, 20 wt% M) PIM 공정을적용하여 boride 강화 17-4PH 복합소재 (composite) 를제조하였다. 이후제조된 PIM 복합소재의미세조직및상온기계적특성에미치는 M 분말분율의영향을조사하였다. 이와함께각복합소재의파단면관찰을통하여이특이한소재의상온변형거동을규명하고자하였다. 2. 실험방법 본연구에는 Fe-15.5Cr-6.5Ni-3.6Cu-1Mn-1.3Si(wt%) 의조성을지닌 17-4PH 분말과 Fe-43Cr-5.6B-1.8Si-0.2S- 0.17C(wt%) 의조성을가지는일명 M 분말을이용하였다. 17-4PH 및 M 분말들의평균입자크기는각각 8.11 mm, 9.87 mm로측정되었다. PIM 공정중 mixing 단계 에서는 17-4PH 분말에 M 분말을각각 5 wt%, 10 wt%, 20 wt% 첨가하여초기분말 feedstock 을제조하였다. PIM 공정중마지막단계인소결 (sintering) 공정은 1220 o C, Ar 분위기에서 2시간수행하였다. 제조된시편들의미세조직관찰을위해 X-ray fluorescence (XRF: ZSX primus II), scanning electron microscope (SEM: Tescan, VEGA II LMU), field emission scanning electron microscope (FE-SEM: Tescan, LYRA 3 XMH), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD: Rigaku KRD Ultima IV) 및 electron probe X-ray microanalyzer (EPMA: EPMA-1600) 를이용하였다. Boride 상및산화물의분율을측정하기위해 SEM 관찰이미지와이미지분석장비를사용하여수십회측정후평균값을구하였다. 경도는비커스 (Vickers) 경도시험기를이용하여일정하중 5 kgf의조건으로 12회측정후평균값을구하였다. 상온인장특성을조사하기위해 Instron 8501 장비를이용하여초기변형률속도가 10-3 s -1 이되도록설정한후각복합소재별로 3회씩실시하였다. 인장시험후소재의변형및파괴거동을알아보기위해 FE-SEM을이용하여파면을관찰하였다. 3. 결과및고찰 표 1은 17-4PH와혼합된 M 분말의첨가량 (5 wt%, 10 wt%, 20 wt%) 에따른 PIM 복합소재의 XRF 성분분석결과를나타낸것이다. 표에서알수있듯이 M 분말의첨가량이증가됨에따라석출경화를일으킨다고알려진 Cu의함량은감소하며 boride 상의주요원소중하나인 Cr의함량은증가하는것을확인할수있었다. 이와함께 M 분말첨가량이증가하면서 Ni 은소폭감소하고 Si 은미량증가함도알수있었다. 그림 1은본연구에서사용된초기분말및제조된 PIM 복합소재들의 XRD 분석결과이다. 초기 feedstock 17-4PH 합금분말및 M 분말의 XRD 분석결과 (a), 전자의경우마르텐사이트상이, 후자의경우 bcc 상과 orthorhombic 상이함께존재하는것을확인하였다. 기존

3 주연아 김영균 윤태식 이기안 344 Fig. 1. XRD analysis results of (a) initial powders, and (b) PIM mixed materials having 5 wt%, 10 wt%, 20 wt% M fractions 에 보고된 연구 결과들을 통해 M 분말에서 검출된 피크들 은 bcc 구조의 α-fe상과 orthorhombic 구조의 (Cr, Fe)2B 상임을 유추할 수 있었다 [16-18]. 한편 17-4PH 분말에 5 Fig. 2. SEM microstructures (un-etched) of as-fabricated PIM mixed materials having (a) 5 wt%, (b) 10 wt%, (c) 20 wt% M fractions wt%, 10 wt% 및 20 wt% M 분말을 첨가 제조한 PIM 복합 소재들의 XRD 분석 결과 (그림 1 (b)), 세 소재 모 변화를 통해 δ-ferrite 상으로 변화할 수 있다고 제시되었다 두 bcc 상 및 orthorhombic 상이 존재하는 것을 알 수 [20,21]. 이상의 결과들을 바탕으로 PIM 복합 소재들(5 o 있었다. Nykiel[10] 및 Murayama 등[19]은 1220 C 이상 wt%, 10 wt%, 20 wt% M 첨가)은 모두 martensite 상, 에서 소결을 수행한 PIM 17-4PH의 경우 금속 기지에 δ-ferrite 상 및 (Cr, Fe)2B 상이 존재하는 것으로 판단된다. martensite 상과 δ-ferrite 상이 함께 생성될 수 있다고 보 그림 2는 5 wt%, 10 wt%, 20 wt% M 첨가 PIM 복 고한 바 있다. 또한 초기 M 분말에서 검출된 α-ferrite 상 합 소재의 에칭 전 초기 미세조직 사진이다. 미세조직 관 은 소결 과정 중 α α+γ γ γ+δ δ 와 같은 순차적 상 찰 결과 세 소재 모두 상대적으로 밝은 기지와 어두운 부

4 345 대한금속 재료학회지 제56권 제5호 (2018년 5월) Fig. 3. SEM microstructures (etched) of PIM mixed materials having 5 wt% (a, b, c), 10 wt% (d, e, f), 20 wt% (g, h, i) M fractions boride 분율(vol%)은 각각 3.6%, 4.9%, 10.4%로 측정되 분의 두 영역으로 구분되어 관찰되었다. 또한 국부적으로 소량의 구형 검은 상들이 존재하는 것도 확인할 수 있었다. 었다. 또한 구형의 결함(Si계 산화물) 분율(vol%)은 각각 각각의 영역에 대해 EDS 분석을 수행한 결과, 상대적으로 2.3%, 1.9%, 2.5% 수준으로 나타났다. 밝은 영역은 Fe 원소가 많이 검출되는 Fe-기지(martensite 그림 3은 5 wt%, 10 wt%, 20 wt% M 복합 소재의 에 상 및 δ-ferrite 상 존재)임을, 상대적으로 어두운 영역은 칭 후 미세조직 관찰 결과로서 (a), (b), (c)는 5 wt% M, Cr 원소가 많이 나타나는 (Cr, Fe)2B 상임을, 소량의 구형 (d), (e), (f)는 10 wt% M를, (h), (i), (j)는 20 wt% M 검은 상들은 Si계 산화물임을 확인할 수 있었다. 여기에서 첨가 복합 소재들을 나타낸 것이다. 관찰 결과(a, d, h), EDS를 통해서는 boron 원소 검출에는 한계가 있었으나, 공통적으로 한 결정립내에서 상대적으로 어두운 영역과 밝 Cr 원소의 검출 결과 및 XRD 분석 결과, 그리고 보고된 은 영역이 동시에 구분되어 확인되었다. 각각의 영역을 고 문헌 등을 통해 어두운 영역을 (Cr, Fe)2B 상으로 예상할 배율로 관찰한 결과 어두운 영역(b, e, h)에서는 수십 nm 수 있었다. 상기 결과들을 통해 본 연구를 위해 제조된 소 수준의 Cu 석출물이, 밝은 영역(c, f, i)에서는 약 100 재는 Fe-기지 내부에 (Cr, Fe)2B 상이 분포된 금속 기지 nm수준의 Cu 석출물이 분포하는 것을 알 수 있었다. 복합 재료(metal-matrix composite, MMC)임을 알 수 있 Murayama 등은 PIM 17-4PH 소재에서 약 수십 nm 크 었다. 초기 미세조직 관찰을 통해 첨가된 M 분말의 분율이 증 기의 Cu 석출물이 나타나는 영역은 δ-ferrite 상임을 보고 한 바 있다 [2]. 이를 바탕으로 수십 nm 수준의 Cu 석출 가함에 따라 기지 내부에 석출된 boride의 분율이 증가하 물이 분포하고 있는 상대적으로 어두운 영역은 δ-ferrite 상 는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 미세조직적 특징들을 으로, 약 100 nm 수준의 Cu 석출물이 분포하고 있는 밝 이미지 분석 장비를 이용하여 정량적으로 측정해본 결과 은 영역은 martensite 상으로 판단할 수 있었다. 5 wt%, 10 wt% 및 20 wt% M 첨가 PIM 복합 소재의 EDS 분석을 통해서는 확인하기 어려운 B 원소의 분포

5 주연아 김영균 윤태식 이기안 346 Fig. 5. Tensile engineering stress-strain curves of PIM mixed materials having different M fraction 쳐 고르게 분포되어 있기 때문에 상대적으로 높은 경도를 나타낼 것으로 예측되었다. 세 복합 소재들의 경도 측정 결 과 경도 값은 각각 Hv (5 wt% M 첨가) Hv (10 wt% M 첨가), Hv (20 wt% M 첨가)로 얻어 졌다. 한편 PIM 공정으로 제조된 순수 17-4PH 소재에서 현재까지 보고된 가장 높은 경도값은 (1360 oc에서 2시간 소결된) Hv 이다 [22]. 즉 본 연구에서 제조된 174PH 에 M 이 첨가된 세 PIM 복합 소재의 경도 값은 이전 최적의 조건으로 제조된 PIM 17-4PH 소재의 경도 값에 비해 높은 수준임을 알 수 있었다. 이는 첨가된 M 분말 첨가에 의한 소결력 향상 및 (Cr, Fe)2B 강화상 석 출에 기인하는 것으로 사료된다. Fig. 4. EPMA elements distribution analysis results : (a) 5 wt%, (b) 10 wt%, (c) 20% wt% M fractions 그림 5는 세 PIM 복합 소재들에 대한 상온 인장 실험 결과를 응력-변형률 곡선으로 도시한 것이다. 여기에서 첨 가된 M 분말의 영향을 알아보고자 M 분말을 전혀 첨가하 지 않은 17-4PH(0 wt% M)를 제조(Ar 분위기, 1330 oc/2 시간 소결 [23])하고, 인장 실험을 수행한 후 그 결과를 를 알아보고자 EPMA를 수행하였으며 이를 그림 4에 나 함께 비교, 도시하였다. M 분말이 5 wt%, 10 wt%, 20 타내었다. 여기서 (a), (b), (c)는 각각 5 wt%, 10 wt%, 20 wt% M을 첨가한 복합 소재의 결과이다. 그림에서 세 wt% 첨가된 세 PIM 복합 소재의 항복 강도(yield 소재 모두 기지(matrix) 영역에서는 석출물 형성 원소인 로, 최대 인장 강도(ultimate tensile strength)들은 각각 Cu가 균일하게 분포하고 있는 것을, (Cr, Fe)2B 영역에서 MPa, MPa, MPa로 얻어졌다. 또 는 상대적으로 많은 양의 B이 분포되어 있는 것을 확인할 한 연신율(elongation)은 각각 5.7% (10 wt% M 첨가), 수 있었다. 4.8% (20 wt% M 첨가), 3.6% (30 wt% M 첨가)로 확 strength)들은 각각 MPa, MPa, MPa composite)의 경도 및 기계적 특성은 강화상의 형상, 분율, 인되었다. 즉 본 PIM 복합 소재에서 M 분말의 분율이 증가함에 따라 항복 강도는 크게 증가하고 최대 인장 강도 크기 및 분포에 따라 좌우된다고 알려져 있다. 본 연구에 는 소폭 커졌으며 연신율은 다소 감소하는 것을 알 수 있 서 사용된 소재들의 경우 (Cr, Fe)2B 상이 소재 전반에 걸 었다 [24]. 한편 M 을 전혀 첨가하지 않은 순수 PIM 17-4PH 일반적으로 금속 기지 복합 재료(MMC, metal matrix

6 347 대한금속 재료학회지 제56권 제5호 (2018년 5월) Fig. 7. Fractographys (low magnification) of PIM mixed materials having (a), (b) 5 wt%, (c), (d) 10 wt%, (e), (f) 20 wt% M fractions 보임을 알 수 있었다. 그림 6은 PIM 복합 소재에 대한 상온 인장 시험 결과 를 진응력-진변형률 곡선으로 다시 도시하고 이를 바탕으 로 각 복합 소재의 진변형률에 따른 work hardening rateθ(dσ/dε)를 나타낸 것이다. 그림에서 세 복합 소재 모두 두 단계의 work hardening rate가 나타나는 것을 알 수 있었다. 이는 세 복합 소재 모두 탄성-소성 영역의 천이(1 단계)를 거친 후 비교적 연한 성질을 띄는 δ-ferrite 상의 소성 변형 단계(2단계)를 거치며 변형되기 때문으로 사료 된다 [25]. 이와 관련하여 본 복합 소재들의 경우 δ-ferrite 상에서는 연성 파괴가, martensite 및 (Cr, Fe)2B 상에서는 취성 파괴가 나타날 것으로 추측된다. Fig. 6. True stress-strain curves and work hardening rates of PIM mixed materials having (a) 5 wt%, (b) 10 wt%, (c) 20 wt% M fractions 그림 7은 상온 인장 시험 후 파단면을 관찰한 결과로서 (a), (c), (e)는 5 wt% M 첨가, 10 wt% M 첨가, 20 wt% M 첨가 PIM 복합 소재의 저배율 관찰 결과를, (b), (d), (f)는 그 소재들의 고배율 관찰 결과를 나타낸 것이다. 저배율 관찰한 결과에서, 세 복합 소재 모두 조대한 결함 소재의 항복 강도, 최대 인장 강도 및 연신율은 각각 은 확인되지 않았다. 파단면을 고배율로 관찰한 결과, 세 MPa, MPa 및 5.2%로 확인되었다. 17-4PH 복합 소재 모두에서 Fe-기지(matrix) 영역에서는 dimple 분말에 M 분말이 첨가된 PIM 복합 소재들의 경우는 순 수 PIM 17-4PH 에 비하여 항복 강도는 낮지만 항복 이 형태의 파단면(①)이, (Cr, Fe)2B 영역에서는 변형 중 깨진 면(②)이 확인되었다. 또한 일부 dimple 영역 내부에서는 후 소성 영역에서의 가공 경화가 크게 일어나 현저히 높은 구형의 Si계 산화물(③)이 관찰되었다. 최대 인장 강도들을 나타내며 이와 함께 유사한 연신율을 기지내 Martensite 상 및 δ-ferrite 상의 변형 거동을 확

7 주연아 김영균 윤태식 이기안 348 Fig. 8. Fractographys (high magnification) of PIM mixed materials having (a), (b) 5 wt%, (c), (d) 10 wt%, (e), (f) 20 wt% M fractions 인하고자 dimple 내부를 고배율로 관찰해 보았으며 그 결 과를 그림 8에 도시하였다. 세 PIM 복합 소재에서 공통적 으로 dimple 내부에 slip band가 관찰되는 영역(a, c, e) 과 dimple 내부에 깨진 듯한 형상을 나타내는 영역(b, d, Fig. 9. FE-SEM observation results of boride cracking of PIM mixed materials having (a), (b) 5 wt%, (c), (d) 10 wt%, (e), (f) 20 wt% M fractions f)이 동시에 확인되었다. 각 영역에 대해 EDS 분석을 수행 한 결과, 두 영역 모두 Fe-기지임을 알 수 있었다. 이를 통해 Fe-기지 내부에서 연성 파괴와 취성 파괴가 동시에 이 진전되는 거동을 보였다. 이와 함께 추가적으로 세 복 합 소재 모두 boride상 내부에서 다수의 secondary crack 발생하는 것을 확인할 수 있었는데 이는 δ-ferrite 상과 들이 관찰되었다. 또한 boride 상의 분율과 관계 없이 세 martensite 상의 변형 거동 차이에 의한 것으로 사료된다 복합 소재 모두 금속 기지와 강화 상 간의 계면 결합력은 [26-28]. 즉 기지 영역의 dimple 내부에서 slip band가 발 우수함을 관찰할 수 있었다. 달된 영역은 δ-ferrite 상임을, dimple 내부에 깨진 형상을 4. 결 론 나타내는 영역은 martensite 상임을 유추할 수 있었다 PH 합금 분말에 첨가된 M 분말 분율에 따른 boride의 파괴 거동을 관찰하고자 상온 인장 후 파단된 시 본 연구에서는 PIM 공정 중 17-4PH 분말에 Fe-Cr-B 편의 표면 및 단면을 관찰하였으며 그 결과를 그림 9에 계 분말(M)을 첨가하여 boride 강화 복합 소재를 제조하였 도시하였다. 여기서 (a), (b)는 5 wt% M 첨가, (c), (d)는 다. 제조된 시편들에서 첨가된 M 분말의 분율에 따른 미 10 wt% M 첨가, (e), (f)는 20 wt% M 첨가 PIM 복합 세조직, 기계적 특성 및 변형 거동을 조사하였으며 다음과 소재를 나타낸 것이다. 세 복합 소재의 파단면 관찰 결과 같은 결론을 얻었다. 를 통해 첨가된 M 분말 분율과 상관없이 모든 소재에서 (1) 초기 미세조직 관찰 결과 5 wt%, 10 wt% 및 boride 상이 변형 도중 깨진 듯한 흔적을 관찰할 수 있었 20 wt% M 첨가 PIM 복합 소재 모두 금속 기지에서는 다. 세 소재의 단면 관찰 결과((b), (d), (f))를 통해 5 wt% M 첨가 및 10 wt% M 첨가 복합 소재의 경우 주 Cu 석출물이 균일하게 분포하고 있는 δ-ferrite 상과 martensite 상이 관찰되었으며 강화상으로는 (Cr, Fe)2B 상 균열이 boride를 자르고 지나가고 있었고, 20 wt% M 첨 이 확인되었다. 이때, 첨가된 M 분말의 분율이 5 wt%, 가 복합 소재는 boride와 기지의 일부 상간 계면으로 균열 10 wt%, 20 wt%로 증가함에 따라 boride 분율(vol%)은

8 349 대한금속 재료학회지제 56 권제 5 호 (2018 년 5 월 ) 각각 3.6%, 4.9%, 10.4% 로증가하였다. (2) 5 wt%, 10 wt% 및 20 wt% M 첨가복합소재에대해상온인장시험을수행한결과 M 분말분율이증가함에따라항복강도는현저히증가하고최대인장강도는소폭증가하였으며연신율은다소감소하였다. 또한세소재모두동일한소결온도에서생성된 PIM 17-4PH 소재의기계적특성보다우수한것을알수있었다. (3) 파단면관찰결과, 세소재모두 δ-ferrite 상에서는연성파괴가나타났으며 martensite 상및 (Cr, Fe) 2 B 상에서는취성파괴가관찰되었다. 세복합소재의 boride 의파괴모드는 (Cr, Fe) 2 B 상분율이증가함에따라상내파괴에서상간파괴로변화되었다. 한편 (Cr, Fe) 2 B 상의분율과관계없이세복합소재모두 (Cr, Fe) 2 B 상내부영역에서수많은 secondary 균열들이형성되었다. 세복합소재모두 matrix와 (Cr, Fe) 2 B 상의계면결합력은우수함을알수있었다. (4) PIM 공정을통해제조된 boride reinforced 17-4 PH 복합소재의경우일반적인 PIM 17-4PH 소재에비해비교적낮은온도에서소결을수행함에도불구하고우수한기계적특성을나타내었는데이는첨가된 M 분말에의한소결력향상및효과적인강화상의형성에기인하였다. REFERENCES 1. W. D. Yoo, J. H. Lee, K. T. Youn, and Y. M. Rhyim, Sol. St. Phen. 118, 15 (2006). 2. M. Murayama, Y. Katayama, and K. Hono, Metall. Mater. Trans. A 30A, 345 (1999). 3. C. G. Tiburcio, F. A. Calderon, A. M. Villafane, and R. B. Margulis, Anti-Corros. Method. M. 48, 37 (2001). 4. U. K. Viswanathan, P. K. K. Nayar, and R. Krishnan, Mater. Sci. Tech. Ser. 5, 346 (1989). 5. C. Y. Son, T. S. Yoon, and S. Lee, Metall. Mater. Trans. A 40A, 1110 (2009). 6. Y. H. Lee, T. S. Yoon, S. H. Ahn, and C. S. Lee, Korean J. Met. Mater. 40, 1249 (2002). 7. S. Ahn, S. J. Park, S. Lee, S. V. Atre, and R. M. German, Powder Technol. 193, 162 (2009). 8. M. C. Shim, K. S. Kim, K. S. Cho, J. S. Kim, and K. A. Lee, Korean J. Met. Mater. 52, 327 (2014). 9. C. K. Kim, C. Y. Son, D. J. Ha, T. S. Yoon, S. Lee, and N. J. Kim, Korean J. Met. Mater. 45, 162 (2007). 10. A. S. Nykiel, Tech. Trans. Mechan. Sci. 111, 85 (2014). 11. H. O. Gulsoy and S. Salman, J. Mater. Sci. 39, 4835 (2004). 12. H. O. Gulsoy and S. Salman, J. Mater. Sci. 40, 3415 (2005). 13. H. O. Gulsoy and S. Salman, J. Mater. Sci. 40, 4101 (2005). 14. K. A. Lee, J. H, Kwon, and T. S. Yoon, Met. Mater. Int. submitted (2018). 15. Y. A. Joo, Y. K. Kim, T. S. Yoon, and K. A. Lee, Met. Mater. Int. In-revision (2018). 16. R. Schroeder, G. Hammes, C. Binder, and A. N. Klein, Mater. Res. 14, 564 (2011). 17. D. C. Blaine, Y. Wu, C. E. Schlaefer, B. Marx, and R. M. German, Metall. Mater. Trans. A 33A, 2185 (2002). 18. A. A. Sorour, Ph. D. Thesis, pp , McGill University, Montreal (2014). 19. A. Simchi, A. Rata, and P. Imgrund, Mater. Sci. Eng. A 424, 282 (2006). 20. Y. Wu, D. Blaine, B. Marx, C. Schlaefer, and R. M. German, Metall. Mater. Trans. A 33A, 2185 (2002). 21. M. Aslam, F. Ahmad, P. S. M. B. M. Yusoff, K. Altaf, M. A. Omar, and M. R. Raza, J. Eng. Appl. Sci. 11, (2016). 22. A. R. Jeefferie, S. Nurhashima, M. Y. Yuhazri, H. Sihombing, S. M. Shukor, N. S. Abdullah, and M. A. Omar, Adv. Intel. Soft. Compu. 3, 11 (2011). 23. H. J. Sung, T. K. Ha, S. Ahn, and Y. W. Chang, J. Meter. Process. Tech , 321 (2002). 24. Y. K. Kim, Y. A. Joo, J. K. Park, H. J. Kim, M. S. Kong, and K. A. Lee, Korean J. Met. Mater. 55, 862 (2017). 25. X. Zuo, Y. Chen and M. Wang, Mater. Res. 15, 915 (2012). 26. E. Y. Guo, M. Y. Wang, T. Jing, and N. Chawla, Mater. Sci. Eng. A 508, 159 (2013). 27. G. A. Cingara, Y. Ososkov, M. K. Jain, and D. S. Wilkinson, Mater. Sci. Eng. A 516, 16 (2009). 28. Z. Shang, Y. Shen, B. Ji, and L. Zhang, Met. Mater. Int. 22, 171 (2016).