열간 등압 가압(HIP) 기술은 제품을 밀폐 용기에 넣고 불활성 가스를 채운 후, 매우 높은 온도(일반적으로 소재의 단조 온도 근처)와 압력(보통 100~140MPa)에서 소결 또는 치밀화하는 공정입니다. 이 공정을 통해 제품의 소결 또는 치밀화가 가능합니다. 금속 소재의 경우, 고온에서 금속은 강도가 매우 낮고 가소성이 우수하기 때문에 HIP는 결함을 제거하고 치밀화를 달성할 수 있습니다. 외부 가스 압력은 공극 주변의 금속에 소성 변형을 일으켜 금속이 유동하고 공극을 채워 결함 없는 치밀한 구조를 형성합니다.

HIP 공정의 주요 변수로는 가열 온도, 가스 압력, 유지 시간, 그리고 사용 가스 종류가 있습니다. 구체적인 변수는 재료의 상변화 거동, 고온 강도 및 가소성에 따라 달라집니다. 예를 들어, TC4 티타늄 합금의 HIP 공정은 일반적으로 아르곤을 불활성 가스로 사용하여 110~120 MPa의 압력으로 920°C까지 1~2시간 동안 가열합니다.

HIP 기술은 시멘트 카바이드의 소결, 텅스텐, 알루미늄, 티타늄과 같은 내화 금속 및 합금의 고밀도화, 제품의 결함 수리(예: 3D 인쇄 금속 부품), 크고 복잡한 구성 요소의 준정형 성형, 복합 및 특수 소재 생산을 포함한 다양한 분야에 널리 적용됩니다.

HIP는 재료의 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 레이저 SLM(선택적 레이저 용융) 또는 전자빔 EBM(전자빔 용융)으로 성형된 재료는 HIP 처리 후 강도가 감소하고 소성이 증가하는 경우가 많습니다. 이러한 변화는 SLM 공정의 급속한 냉각 속도로 인해 마르텐사이트가 생성되고, 이 마르텐사이트가 HIP 어닐링 과정에서 분해되어 강도는 감소하지만 소성은 증가하기 때문입니다. 또한, HIP 처리는 재료의 경도를 변화시켜 일반적으로 경도를 5~10% 감소시킵니다. 전반적으로 HIP는 재료의 인성과 피로 균열 성장 저항성을 향상시켜 다양한 용도에서 재료의 내구성과 신뢰성을 향상시킵니다.