JP6839213B2 - Boron-doped high entropy alloy and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、ボロンドーピングによる高エントロピー合金の常温機械的特性を向上させる方法に関し、結晶粒界の凝集強度を向上させるボロンを添加することで、高エントロピー合金固有の特性を維持しながらも、常温機械的特性が向上したボロンドーピングされた高エントロピー合金に関する。 The present invention relates to a method for improving the room temperature mechanical properties of a high entropy alloy by boron doping. By adding boron, which improves the aggregation strength of grain boundaries, the properties peculiar to the high entropy alloy are maintained at room temperature. For boron-doped high entropy alloys with improved mechanical properties.
長い間続いてきた伝統的な合金設計は、１つあるいは２つの主要金属元素に基づいて異種元素を少量添加して、用途に合わせて材料の物性値を向上させる方向に設計された。鉄鋼、ニッケル合金、チタン合金、アルミニウム合金などの商用合金がその代表例に該当する。
しかし、最近新たに開発された高エントロピー合金（ｈｉｇｈ−ｅｎｔｒｏｐｙ ａｌｌｏｙ、ＨＥＡ）は、既存の合金設計とは非常に対照的で、主元素なしに５つ以上の構成元素を等原子組成あるいは類似の比率で合金化する多成分主要元素からなる合金である。これは、多元素の置換型特性による合金内の混合エントロピーを高めることによって、金属間化合物または中間相を形成させず、面心立方格子（ｆａｃｅ−ｃｅｎｔｅｒｅｄ ｃｕｂｉｃ、ＦＣＣ）または体心立方格子（ｂｏｄｙ−ｃｅｎｔｅｒｅｄ ｃｕｂｉｃ、ＢＣＣ）のような単相（ｓｉｎｇｌｅ ｐｈａｓｅ）組織を形成させる金属素材である。
Traditional alloy designs that have been going on for a long time have been designed to improve the physical characteristics of the material according to the application by adding a small amount of dissimilar elements based on one or two major metal elements. Commercial alloys such as steel, nickel alloys, titanium alloys, and aluminum alloys are typical examples.
However, recently developed high-entropy alloys (HEA) are in stark contrast to existing alloy designs, with five or more constituent elements having an equiatomic composition or similar without a main element. It is an alloy composed of multi-component main elements that are alloyed in proportion. It does not form intermetallic compounds or intermediate phases by increasing the mixed entropy in the alloy due to its multi-element substitutional properties, and it does not form a face-centered cubic (FCC) or body-centered cubic lattice (body). -A metal material that forms a single phase structure such as cubic, BCC).
このような高エントロピー合金は、最低５つ以上の元素の混合で構成されなければならず、それぞれの合金の構成元素は、組成比率は５〜３５原子％の組成比率を含有しなければならない。もし、主元素以外に他の合金元素を添加する場合、その添加量は５原子％以下にならなければならない。
前記定義により設計された高エントロピー合金のうち、ＦＣＣ系高エントロピー合金は優れた機械的特性を示すが、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ−Ｃｏ−Ｎｉ系高エントロピー合金の場合、極低温変形間機械的双晶の発現により、既存の構造材料から見られなかった優れた極低温物性と、高い破壊靭性と耐食性を有することによって、極限環境での構造材料に適用可能な素材として注目されている。
Such a high entropy alloy must be composed of a mixture of at least 5 or more elements, and the constituent elements of each alloy must contain a composition ratio of 5 to 35 atomic%. If other alloying elements are added in addition to the main element, the amount added must be 5 atomic% or less.
Among the high-entropy alloys designed according to the above definition, the FCC-based high-entropy alloy exhibits excellent mechanical properties, but in the case of the Fe-Mn-Cr-Co-Ni-based high-entropy alloy, the mechanical twin during ultra-low temperature deformation. Due to the expression of crystals, it is attracting attention as a material that can be applied to structural materials in extreme environments because it has excellent ultra-low temperature physical properties not found in existing structural materials, and has high fracture toughness and corrosion resistance.
しかし、常温では、極低温とは異なって機械的双晶の形成が活発でなく、商用構造材料に比べて非常に低い機械的特性を示す。それだけでなく、構造材料の適用において重要な要素の一つである降伏強度を考慮すれば、ＦＣＣ系金属の限界である低い降伏強度が高エントロピー合金でも現れ、これは、構造材料としての適用範囲を制限し、既存の商用素材を代替するには限界がある。 However, at room temperature, unlike extremely low temperatures, the formation of mechanical twins is not active, and the mechanical properties are much lower than those of commercial structural materials. Not only that, considering the yield strength, which is one of the important factors in the application of structural materials, the low yield strength, which is the limit of FCC-based metals, also appears in high entropy alloys, which is the scope of application as structural materials. There is a limit to limiting and replacing existing commercial materials.
これを解決しようとする多くの研究が先行されており、そのうち、高エントロピー合金に主元素以外の他の異種元素を微量添加することで、材料の内部に析出物を形成して機械的特性を向上させる方策がある。
Ｃｕ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ０．５−Ｆｅ系高エントロピー合金にボロンの含有量を３．５〜１５．４ａｔ％に変化させることによって、Ｂｏｒｉｄｅ析出量が増加して硬度と圧縮降伏強度を向上させたが、Ｂｏｒｉｄｅの形成によって低い延性および靭性を伴う限界を露呈した。
したがって、高エントロピー合金の多様な分野の構造材料としての適用のためには、既存の高エントロピー合金が示す特性を維持しながらも、降伏強度を高めると同時に優れた常温機械的特性を確保することが必須である。
Many studies to solve this have been preceded, and among them, by adding a small amount of different elements other than the main element to the high entropy alloy, precipitates are formed inside the material to improve the mechanical properties. There are ways to improve it.
By changing the boron content to 3.5 to 15.4 at% in a Cu-Co-Ni-Cr-Al 0.5- Fe high entropy alloy, the amount of Boride precipitation increases, and the hardness and compressive yield strength increase. However, the formation of Boride exposed the limits with low ductility and toughness.
Therefore, in order to apply the high entropy alloy as a structural material in various fields, it is necessary to increase the yield strength and secure excellent room temperature mechanical properties while maintaining the properties exhibited by the existing high entropy alloy. Is essential.
本発明の目的は、従来のＦＣＣ系高エントロピー合金に微量の侵入型元素であるボロンを添加することで、高エントロピー合金が示す特性を維持しながらも、高い降伏強度および優れた常温機械的性質を実現できる高エントロピー合金を提供することである。 An object of the present invention is to add a trace amount of an enteric element, boron, to a conventional FCC-based high entropy alloy to maintain high yield strength and excellent room temperature mechanical properties while maintaining the characteristics exhibited by the high entropy alloy. Is to provide a high entropy alloy that can realize the above.
本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金は、重量％基準で、鉄（Ｆｅ）：１８〜４２％、マンガン（Ｍｎ）：１８〜４２％、クロム（Ｃｒ）：９〜２２％、コバルト（Ｃｏ）：９〜２２％、およびボロン（Ｂ）：０．００１〜０．０１％からなり、単相のＦＣＣ構造を有する。
本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金は、重量％基準で、鉄（Ｆｅ）：１８〜４２％、マンガン（Ｍｎ）：１８〜４２％、クロム（Ｃｒ）：９〜２２％、コバルト（Ｃｏ）：９〜２２％、ボロン（Ｂ）：０．００１〜０．０１％、およびニッケル（Ｎｉ）：９〜２２％からなり、単相のＦＣＣ構造を有する。
前記合金は、ボロン（Ｂ）：０．００４〜０．００５％を含むことができる。
前記合金は、結晶粒界に偏析したボロン（Ｂ）を含むことができる。
前記結晶粒界に偏析したボロン（Ｂ）の最大濃度は結晶粒界を構成する全体元素モル数を基準に０．２０ａｔ％であってもよい。
前記結晶粒界に偏析したボロン（Ｂ）は、全体ボロン（Ｂ）中、９５％以上であってもよい。
前記合金の平均結晶粒の大きさは６０μｍ以下であってもよい。
前記合金の降伏強度は４５０ＭＰａ以上であってもよい。
The boron-doped high entropy alloy according to the present invention has iron (Fe): 18 to 42%, manganese (Mn): 18 to 42%, chromium (Cr): 9 to 22%, and cobalt (Co) on a weight% basis. ): 9-22%, and boron (B): made 0.001% to 0.01%, with a FCC structure of a single phase.
The boron-doped high entropy alloy according to the present invention has iron (Fe): 18 to 42%, manganese (Mn): 18 to 42%, chromium (Cr): 9 to 22%, and cobalt (Co) on a weight% basis. ): 9 to 22%, boron (B): 0.001 to 0.01%, and nickel (Ni): 9 to 22%, and has a single-phase FCC structure .
The alloy can contain boron (B): 0.004 to 0.005%.
The alloy can contain boron (B) segregated at the grain boundaries.
The maximum concentration of boron (B) segregated at the grain boundaries may be 0.20 at% based on the total number of moles of elements constituting the grain boundaries.
The amount of boron (B) segregated at the grain boundaries may be 95% or more of the total boron (B).
The average crystal grain size of the alloy may be 60 μm or less.
The yield strength of the alloy may be 450 MPa or more.
本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金の製造方法は、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）およびボロン（Ｂ）の原料物質を準備する段階と、前記原料物質を溶解して重量％基準で、鉄（Ｆｅ）：１８〜４２％、マンガン（Ｍｎ）：１８〜４２％、クロム（Ｃｒ）：９〜２２％、コバルト（Ｃｏ）：９〜２２％、およびボロン（Ｂ）：０．００１〜０．０１％からなるインゴットを鋳造する段階と、前記インゴットを冷間圧延させて合金材を製造する段階と、前記合金材を焼鈍する段階と、を含み、前記合金材は、単相のＦＣＣ構造を有する。
前記インゴットを鋳造する段階の後には、前記インゴットを均質化熱処理する段階と、前記インゴットの表面に生成された酸化物を除去する段階と、をさらに含んでもよい。
前記合金材を焼鈍する段階では、焼鈍温度が６５０〜１１００℃であってもよい。
前記合金材を焼鈍する段階の後には、前記合金材の変形によって機械的双晶が形成される段階と、をさらに含んでもよい。
The method for producing a boron-doped high-entropy alloy according to the present invention includes a step of preparing raw materials for iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), cobalt (Co) and boron (B), and the raw materials. Iron (Fe): 18-42%, Manganese (Mn): 18-42%, Chromium (Cr): 9-22%, Cobalt (Co): 9-22%, based on the weight% of the substance dissolved. And boron (B): includes a step of casting an ingot consisting of 0.001 to 0.01%, a step of cold rolling the ingot to produce an alloy material, and a step of quenching the alloy material. , The alloy material has a single-phase FCC structure.
The step of casting the ingot may further include a step of homogenizing and heat treating the ingot and a step of removing oxides formed on the surface of the ingot.
At the stage of annealing the alloy material, the annealing temperature may be 650 to 1100 ° C.
After the step of annealing the alloy material, a step of forming mechanical twins by deformation of the alloy material may be further included.
本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金は、侵入型元素であるボロンを極微量添加して結晶粒界に偏析させることによって、結晶粒界の成長を抑制すると同時に凝集強度を向上させる。
また、ＦＣＣ系高エントロピー合金の主要強化機構である機械的双晶の形成には影響を及ぼさず、これにより、高い降伏強度および引張強度を得ながらも、延伸率が高い優れた特性を有する。
The boron-doped high-entropy alloy according to the present invention suppresses the growth of grain boundaries and at the same time improves the cohesive strength by adding a very small amount of boron, which is an penetrating element, to segregate the grain boundaries.
In addition, it does not affect the formation of mechanical twins, which is the main strengthening mechanism of FCC-based high-entropy alloys, and thereby has excellent properties of high draw ratio while obtaining high yield strength and tensile strength.
以下、添付した図面を参照して、本発明の様々な実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can easily carry out the various embodiments. The present invention can be realized in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付す。
また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも図示のところに限定されない。図面において、様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして、図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。
さらに、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」にあるとする時、これは、他の部分の「直上」にある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分の「上に」あるというのは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力の反対方向に「上に」位置することを意味するものではない。
また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
In order to clearly explain the present invention, unnecessary parts are omitted, and the same or similar components are designated by the same reference numerals throughout the specification.
Moreover, since the size and thickness of each configuration shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings. In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the various layers and regions. And in the drawings, for convenience of explanation, the thickness of some layers and regions is exaggerated.
Furthermore, when parts such as layers, membranes, regions, plates, etc. are "above" other parts, this is not only when they are "directly above" other parts, but in between. Including the case where there is a part. Conversely, when one part is "directly above" another part, it means that there is no other part in the middle. Also, being "above" the reference part means being located above or below the reference part, not necessarily "above" in the opposite direction of gravity. ..
Also, in the entire specification, when a part "contains" a component, this means that the other component can be further included rather than excluding the other component unless otherwise specified. Means.
＜ボロンドーピングされた高エントロピー合金＞
本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金は、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、および銅（Ｃｕ）の中から選択される４つ以上の金属およびボロン（Ｂ）を含み、単相のＦＣＣ構造を有する。
４つ以上の金属の含有量はそれぞれ５〜３５ａｔ％であり、前記ボロン（Ｂ）の含有量は３ａｔ％以下（０は含まない）であってもよい。
<Boron-doped high entropy alloy>
The boron-doped high entropy alloy according to the present invention includes iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), molybdenum (Mo), aluminum (Al), and copper ( It contains four or more metals selected from Cu) and boron (B) and has a single-phase FCC structure.
The content of each of the four or more metals is 5 to 35 at%, and the content of the boron (B) may be 3 at% or less (not including 0).
高エントロピー合金は、極低温環境で機械的特性に優れている。反面、高エントロピー合金の限界として指摘される低い降伏強度および常温機械的特性を向上させようと研究した。
その結果、侵入型元素であるボロンを極微量添加する場合、結晶粒界の凝集応力の向上だけでなく、結晶粒の成長抵抗性が向上して結晶粒微細化効果によって高い降伏強度と優れた常温機械的特性が得られることを見出した。
特に、ボロンを添加する場合、機械的双晶の発現を主要強化機構として有するＦＣＣ系高エントロピー合金の特性をそのまま維持しながらも、ボロンの結晶粒界への偏析による効果で常温機械的特性がさらに向上できることを見出して、本発明に至るようになった。
High entropy alloys have excellent mechanical properties in extremely low temperature environments. On the other hand, research was conducted to improve the low yield strength and room temperature mechanical properties, which are pointed out as the limits of high entropy alloys.
As a result, when a very small amount of boron, which is an penetrating element, is added, not only the aggregation stress at the grain boundaries is improved, but also the growth resistance of the crystal grains is improved, and the crystal grain refinement effect results in high yield strength and excellent results. It has been found that normal temperature mechanical properties can be obtained.
In particular, when boron is added, the characteristics of the FCC-based high entropy alloy, which has the expression of mechanical twins as the main strengthening mechanism, are maintained as they are, but the mechanical characteristics at room temperature are improved by the effect of segregation of boron into the grain boundaries. We have come to the present invention by finding that it can be further improved.
本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金においてその組成に特別な制限はない。ただし、ＦＣＣ単相が実現され、極低温機械的特性は優れていて極低温構造材料への応用の可能性は高いが、低い降伏強度と常温機械的特性を有するので、改善が要求される高エントロピー合金であれば十分である。
例えば、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、および銅（Ｃｕ）の中から選択される４つ以上の金属を含むが、それぞれの金属含有量は５〜３５ａｔ％であって、等原子組成あるいは類似の比率であってもよい。
これにより、金属元素の置換型特性によって合金内の混合エントロピーが増加して金属間化合物または中間相が形成されず、ＦＣＣ組織が形成される合金であってもよい。
There are no particular restrictions on the composition of the boron-doped high entropy alloy according to the present invention. However, although FCC single phase is realized and the cryogenic mechanical properties are excellent and the possibility of application to cryogenic structural materials is high, it has low yield strength and room temperature mechanical properties, so improvement is required. An entropy alloy will suffice.
For example, four selected from iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), molybdenum (Mo), aluminum (Al), and copper (Cu). It contains the above metals, each of which has a metal content of 5 to 35 at% and may have an equiatomic composition or a similar ratio.
As a result, the mixed entropy in the alloy may be increased due to the substitution type property of the metal element to form an intermetallic compound or an intermediate phase, and an FCC structure may be formed.
ボロンは、合金に添加され、結晶粒界の凝集応力および結晶粒の成長抵抗性を向上させる役割を果たす。ボロンは３ａｔ％以下で添加される。これにより、結晶粒が微細化され、既存の高エントロピー合金が有する低い降伏強度および十分でない常温機械的特性の向上が可能である。
ただし、添加されるボロンの量が過剰の場合、合金内で脆性が弱いボロン化合物が形成されるので、機械的特性に致命的に作用しうる。
具体的には、本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金は、重量％基準で、鉄（Ｆｅ）：１８〜４２％、マンガン（Ｍｎ）：１８〜４２％、クロム（Ｃｒ）：９〜２２％、コバルト（Ｃｏ）：９〜２２％、ニッケル（Ｎｉ）：９〜２２％、およびボロン（Ｂ）：０．００１〜０．０１％を含むことができ、下記組成式１のように表現される。
［組成式１］
Ｆｅ１８−４２Ｍｎ１８−４２Ｃｒ９−２２Ｃｏ９−２２Ｎｉ９−２２Ｂ０．００１−０．０１（ｗｔ％）
Boron is added to the alloy and plays a role in improving the aggregation stress at the grain boundaries and the growth resistance of the crystal grains. Boron is added at 3 at% or less. As a result, the crystal grains are refined, and it is possible to improve the low yield strength and insufficient room temperature mechanical properties of the existing high-entropy alloy.
However, if the amount of boron added is excessive, a boron compound having weak brittleness is formed in the alloy, which may have a fatal effect on the mechanical properties.
Specifically, the boron-doped high-entropy alloy according to the present invention has iron (Fe): 18 to 42%, manganese (Mn): 18 to 42%, and chromium (Cr): 9 to 22 on a weight% basis. %, Cobalt (Co): 9 to 22%, Nickel (Ni): 9 to 22%, and Boron (B): 0.001 to 0.01%, expressed as the following composition formula 1. Will be done.
[Composition formula 1]
Fe 18-42 Mn 18-42 Cr 9-22 Co 9-22 Ni 9-22 B 0.001-0.01 (wt%)
また、具体的には、本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金は、重量％基準で、鉄（Ｆｅ）：１８〜４２％、マンガン（Ｍｎ）：１８〜４２％、クロム（Ｃｒ）：９〜２２％、コバルト（Ｃｏ）：９〜２２％、およびボロン（Ｂ）：０．００１〜０．０１％を含むことができ、下記組成式２のように表現される。
［組成式２］
Ｆｅ１８−４２Ｍｎ１８−４２Ｃｒ９−２２Ｃｏ９−２２Ｂ０．００１−０．０１（ｗｔ％）
Specifically, the boron-doped high-entropy alloy according to the present invention has iron (Fe): 18 to 42%, manganese (Mn): 18 to 42%, and chromium (Cr): 9 on a weight% basis. It can contain ~ 22%, cobalt (Co): 9-22%, and boron (B): 0.001-0.01%, and is expressed as the following composition formula 2.
[Composition formula 2]
Fe 18-42 Mn 18-42 Cr 9-22 Co 9-22 B 0.001-0.01 (wt%)
前記組成式１および組成式２のように、ボロンは０．００１〜０．０１％が添加される。
ボロンが０．００１％未満で添加される場合、結晶粒の微細化効果が大きくなく、０．０１％を超えて添加される場合、合金内で脆性が弱いボロン化合物が形成されかねない。
より具体的には、ボロン化合物の形成を最大限に防止し、結晶粒の微細化効果を最大化するために、ボロンが０．００４〜０．００５％添加される。
As in the composition formula 1 and the composition formula 2, 0.001 to 0.01% of boron is added.
When boron is added in an amount of less than 0.001%, the effect of refining the crystal grains is not large, and when boron is added in an amount of more than 0.01%, a boron compound having weak brittleness may be formed in the alloy.
More specifically, 0.004 to 0.005% of boron is added in order to prevent the formation of the boron compound to the maximum and maximize the effect of grain refinement.
本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金は、結晶粒界に偏析したボロンを含むことができる。
侵入型元素であるボロンの添加によってボロンが結晶粒界に偏析して、結晶粒界の成長を抑制すると同時に凝集強度を向上させる。
具体的には、図２から確認できるように、ＦＣＣ結晶粒とＦＣＣ結晶粒との間の結晶粒界（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）にボロンの濃度が最大０．２０ａｔ％であってもよい。また、結晶粒界に偏析したボロンは、全体ボロン中、９５％以上であってもよい。
反面、ＦＣＣ結晶粒のボロン濃度は最大０．０７５ａｔ％にとどまることを確認できる。添加されたボロンの９５％以上が結晶粒界に集中して結晶粒の成長を抑制する。
また、ＦＣＣ系高エントロピー合金の主要強化機構である機械的双晶の形成には影響を及ぼさず、これにより、高い降伏強度および引張強度を得ながらも、延伸率が高い優れた特性を有する。
The boron-doped high-entropy alloy according to the present invention can contain boron segregated at grain boundaries.
By adding boron, which is an intrusive element, boron segregates at the grain boundaries, suppressing the growth of the grain boundaries and at the same time improving the cohesive strength.
Specifically, as can be confirmed from FIG. 2, the concentration of boron may be up to 0.20 at% at the grain boundary between the FCC crystal grains and the FCC crystal grains. Further, the amount of boron segregated at the grain boundaries may be 95% or more of the total boron.
On the other hand, it can be confirmed that the boron concentration of the FCC crystal grains remains at a maximum of 0.075 at%. 95% or more of the added boron concentrates at the grain boundaries and suppresses the growth of crystal grains.
In addition, it does not affect the formation of mechanical twins, which is the main strengthening mechanism of FCC-based high-entropy alloys, and thereby has excellent properties of high draw ratio while obtaining high yield strength and tensile strength.
ボロンの添加による本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金の平均結晶粒の大きさは６０μｍ以下であってもよい。具体的には８μｍ以下であってもよく、より具体的には４μｍ以下であってもよい。前記でも言及したように、結晶粒の微細化によって優れた降伏強度と常温機械的特性を期待できる。
本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金の降伏強度は４４０ＭＰａ以上であってもよい。具体的には６５０ＭＰａ以上であってもよい。
The average grain size of the boron-doped high entropy alloy according to the present invention due to the addition of boron may be 60 μm or less. Specifically, it may be 8 μm or less, and more specifically, it may be 4 μm or less. As mentioned above, excellent yield strength and room temperature mechanical properties can be expected by refining the crystal grains.
The yield strength of the boron-doped high entropy alloy according to the present invention may be 440 MPa or more. Specifically, it may be 650 MPa or more.
＜ボロンドーピングされた高エントロピー合金の製造方法＞
本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金の製造方法は、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、および銅（Ｃｕ）の中から選択される４つ以上の金属の原料物質およびボロン（Ｂ）原料物質を準備する段階と、原料物質を溶解してインゴットを鋳造する段階と、インゴットを冷間圧延させて合金材を製造する段階と、合金材を焼鈍する段階と、を含む。
<Manufacturing method of boron-doped high entropy alloy>
The method for producing a boron-doped high entropy alloy according to the present invention is iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), molybdenum (Mo), aluminum (Al), And the stage of preparing the raw material of four or more metals selected from copper (Cu) and the raw material of boron (B), the stage of melting the raw material and casting the ingot, and the cold rolling of the ingot. It includes a step of producing an alloy material and a step of annealing the alloy material.
まず、原料物質を準備する段階では、原料物質として、純度９９．９％以上の鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、および銅（Ｃｕ）の中から選択される４つ以上の金属の原料物質を準備し、ボロン（Ｂ）原料物質を準備した後、単相のＦＣＣ構造を有する混合比率となるように称量することができる。 First, at the stage of preparing the raw material, iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), molybdenum (Mo) having a purity of 99.9% or more are used as the raw material. , Aluminum (Al), and Copper (Cu) are prepared as raw materials for four or more metals, and after preparing the raw material for boron (B), a mixing ratio having a single-phase FCC structure is used. Can be named as
次に、インゴットを鋳造する段階では、準備した原料物質をルツボに装入し、１４００〜１８００℃の温度で加熱して溶解させた後、鋳型を介してインゴットを鋳造することができる。 Next, in the stage of casting the ingot, the prepared raw material can be charged into the crucible, heated at a temperature of 1400 to 1800 ° C. to dissolve it, and then the ingot can be cast through a mold.
この後、圧下率が５０〜８０％となるようにインゴットを冷間圧延して合金材を製造し、冷間圧延により製造した合金材を焼鈍処理することができる。 After that, the ingot can be cold-rolled to produce an alloy material so that the rolling reduction is 50 to 80%, and the alloy material produced by cold rolling can be annealed.
焼鈍処理が施される間、ボロンが高いエネルギーを有する結晶粒界に優先的に偏析して、降伏強度および常温機械的特性が向上できる。
焼鈍温度は６５０〜１１００℃の温度であってもよい。具体的には７００〜８００℃の温度であってもよい。焼鈍時間は１０〜１００分であってもよい。
一般に、焼鈍処理時の温度が増加するほど結晶粒の大きさが成長するが、ボロンの添加によってボロンが結晶粒界に偏析することによって、結晶粒の成長を抑制する。これにより、結晶粒の微細化によって優れた降伏強度と常温機械的特性が発現できる。
During the annealing treatment, boron is preferentially segregated at the grain boundaries having high energy, and the yield strength and room temperature mechanical properties can be improved.
The annealing temperature may be a temperature of 650 to 1100 ° C. Specifically, the temperature may be 700 to 800 ° C. The annealing time may be 10 to 100 minutes.
Generally, the size of crystal grains grows as the temperature during the annealing treatment increases, but the addition of boron suppresses the growth of crystal grains by segregating boron at the grain boundaries. As a result, excellent yield strength and room temperature mechanical properties can be exhibited by refining the crystal grains.
インゴットを鋳造する段階の後には、インゴットを均質化熱処理する段階と、インゴットの表面に生成された酸化物を除去する段階とをさらに含んでもよい。
均質化熱処理する段階では、組織を均質化させるために、酸化物が除去されたインゴットを１０００〜１２００℃の温度で４〜８時間均質化熱処理（ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｉｎｇ）を施すことができる。
酸化物を除去する段階では、鋳造したインゴットの表面を研磨（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）することによって、インゴットの表面に形成された酸化物を除去することができる。
The step of casting the ingot may further include a step of homogenizing the heat treatment of the ingot and a step of removing the oxide formed on the surface of the ingot.
At the stage of homogenizing heat treatment, ingots from which oxides have been removed can be subjected to homogenizing heat treatment (homogenizing) at a temperature of 1000 to 1200 ° C. for 4 to 8 hours in order to homogenize the structure.
At the stage of removing oxides, the oxides formed on the surface of the ingot can be removed by grinding the surface of the cast ingot.
一方、合金材を焼鈍する段階の後には、合金材の変形によって機械的双晶が形成される段階と、をさらに含んでもよい。
合金材を意図的に変形させることができ、または製品への適用後、使用環境で自然的に変形できる。変形の方法にこだわらない。
ボロンの添加にもかかわらず、機械的双晶の発現を主要強化機構として有するＦＣＣ系高エントロピー合金の特性をそのまま維持できる。
On the other hand, after the step of annealing the alloy material, a step of forming mechanical twins by deformation of the alloy material may be further included.
The alloy material can be intentionally deformed or can be naturally deformed in the environment of use after application to the product. I don't care about the method of transformation.
Despite the addition of boron, the characteristics of the FCC-based high entropy alloy having the expression of mechanical twins as the main strengthening mechanism can be maintained as it is.
以下、本発明の具体的な実施例を記載する。しかし、下記の実施例は本発明の具体的な一実施例に過ぎず、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。 Specific examples of the present invention will be described below. However, the following examples are merely specific examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
＜実施例および比較例による高エントロピー合金の製造＞
［実施例１］
純度９９．９％以上の鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、およびボロン（Ｂ）の原料物質を下記表１のような混合比率となるように準備した。
以上のような比率で準備された金属をルツボに装入した後、１５５０℃に加熱して溶解し、鋳型を用いて、厚さ７．８ｍｍ、１５０ｇの幅３３ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ７．８ｍｍの直方体形状の複数のインゴット（ｉｎｇｏｔ）を鋳造した。
鋳造されたインゴットの表面に生成された酸化物を除去するために表面研磨（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）をし、研磨されたインゴットの厚さは７ｍｍとなった。
表面研磨された厚さ７ｍｍのインゴットを１１００℃の温度に６時間均質化熱処理を施した後、厚さ７ｍｍから１．５ｍｍまで冷間圧延を進行させて複数の合金板材（実施例１の試験片１〜７）を準備した。
次に、各合金板材を下記表２の条件で焼鈍（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）処理した。
<Manufacturing of high entropy alloy by Examples and Comparative Examples>
[Example 1]
The raw materials of iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), cobalt (Co), nickel (Ni), and boron (B) with a purity of 99.9% or more are mixed with the mixing ratio as shown in Table 1 below. I prepared to be.
After charging the metal prepared at the above ratio into the crucible, it is heated to 1550 ° C. to melt it, and using a mold, the thickness is 7.8 mm, the width of 150 g is 33 mm, the length is 80 mm, and the thickness is 7. Multiple ingots with a rectangular parallelepiped shape of .8 mm were cast.
Surface polishing was performed to remove oxides formed on the surface of the cast ingot, and the thickness of the polished ingot was 7 mm.
A surface-polished ingot with a thickness of 7 mm is homogenized and heat-treated at a temperature of 1100 ° C. for 6 hours, and then cold rolling is carried out from a thickness of 7 mm to 1.5 mm to allow a plurality of alloy plates (test of Example 1). Pieces 1 to 7) were prepared.
Next, each alloy plate was annealed under the conditions shown in Table 2 below.
［実施例２］
純度９９．９％以上の鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、およびボロン（Ｂ）の原料物質を下記表１のような混合比率となるように準備した。
以上のような比率で準備された金属をルツボに装入した後、１５５０℃に加熱して溶解し、鋳型を用いて、厚さ７．８ｍｍ、１５０ｇの幅３３ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ７．８ｍｍの直方体形状のインゴットを鋳造した。
鋳造されたインゴットの表面に生成された酸化物を除去するために表面研磨（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）をし、研磨されたインゴットの厚さは７ｍｍとなった。
表面研磨された厚さ７ｍｍのインゴットを１１００℃の温度に６時間均質化熱処理を施した後、厚さ７ｍｍから１．５ｍｍまで冷間圧延を進行させして合金板材を準備した。次に、合金板材を８００℃で６０分間焼鈍処理した。
[Example 2]
Raw materials of iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), cobalt (Co), and boron (B) having a purity of 99.9% or more were prepared so as to have a mixing ratio as shown in Table 1 below. ..
After charging the metal prepared at the above ratio into the crucible, it is heated to 1550 ° C. to melt it, and using a mold, the thickness is 7.8 mm, the width of 150 g is 33 mm, the length is 80 mm, and the thickness is 7. A 0.8 mm rectangular parallelepiped ingot was cast.
Surface polishing was performed to remove oxides formed on the surface of the cast ingot, and the thickness of the polished ingot was 7 mm.
A surface-polished ingot having a thickness of 7 mm was homogenized and heat-treated at a temperature of 1100 ° C. for 6 hours, and then cold rolling was carried out from 7 mm to 1.5 mm in thickness to prepare an alloy plate material. Next, the alloy plate was annealed at 800 ° C. for 60 minutes.
［参考例３］
純度９９．９％以上の鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、およびボロン（Ｂ）の原料物質を下記表１のような混合比率となるように準備した。
この後、前記実施例２と同一の過程を経て合金板材を準備した。
[ Reference example 3]
The raw materials of iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), cobalt (Co), nickel (Ni), and boron (B) with a purity of 99.9% or more are mixed with the mixing ratio as shown in Table 1 below. I prepared to be.
After that, an alloy plate material was prepared through the same process as in Example 2.
［参考例４］
純度９９．９％以上の鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、およびボロン（Ｂ）の原料物質を下記表１のような混合比率となるように準備した。
この後、前記実施例２と同一の過程を経て合金板材を準備した。
[ Reference example 4]
The raw materials of iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), cobalt (Co), nickel (Ni), and boron (B) with a purity of 99.9% or more are mixed with the mixing ratio as shown in Table 1 below. I prepared to be.
After that, an alloy plate material was prepared through the same process as in Example 2.
［比較例１］
純度９９．９％以上の鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、およびニッケル（Ｎｉ）の原料物質を下記表１のような混合比率となるように準備した。
この後、前記実施例１と同一の過程を経て複数の合金板材（比較例１の試験片１〜７）を準備した。
次に、各合金板材を下記表２の条件で焼鈍処理した。
[Comparative Example 1]
Raw materials of iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), cobalt (Co), and nickel (Ni) having a purity of 99.9% or more were prepared so as to have a mixing ratio as shown in Table 1 below. ..
After that, a plurality of alloy plate materials (test pieces 1 to 7 of Comparative Example 1) were prepared through the same process as in Example 1.
Next, each alloy plate was annealed under the conditions shown in Table 2 below.
［比較例２］
純度９９．９％以上の鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、およびコバルト（Ｃｏ）の原料物質を下記表１のような混合比率となるように準備した。
この後、前記実施例２と同一の過程を経て合金板材を準備した。
[Comparative Example 2]
Raw materials of iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), and cobalt (Co) having a purity of 99.9% or more were prepared so as to have a mixing ratio as shown in Table 1 below.
After that, an alloy plate material was prepared through the same process as in Example 2.
＜１．結晶粒界の大きさの分析結果＞
図１は、アニーリング処理した実施例１の試験片１〜７および比較例１の試験片１〜７の合金のＥＢＳＤ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）分析により、焼鈍処理温度の変化に応じた結晶粒の大きさの変化を示すものである。
図１から確認されるように、実施例１および比較例１とも、焼鈍処理温度の増加に伴って結晶粒の大きさが成長するが、実施例１の場合、ボロンがさらに添加されるため、結晶粒の大きさが比較例１に比べて相対的に小さい。それだけでなく、焼鈍処理温度が増加するほど、実施例１および比較例１の間の結晶粒の大きさの差が次第に大きくなることを確認できる。
つまり、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ−Ｃｏ−Ｎｉ合金系において他の元素の組成は一定に維持するものの、ボロンが０．００５重量％添加され、焼鈍処理時に結晶粒の成長を抑制することによって、最終的に、比較例１に比べて相対的に微細な結晶粒を有することが分かる。
<1. Analysis results of grain boundary size>
FIG. 1 shows the size of crystal grains according to a change in annealing treatment temperature by EBSD (electron backscatter diffraction) analysis of the alloys of test pieces 1 to 7 of Example 1 and test pieces 1 to 7 of Comparative Example 1 which have been annealed. It shows the change of the temperature.
As can be confirmed from FIG. 1, in both Example 1 and Comparative Example 1, the size of the crystal grains grows as the annealing treatment temperature increases, but in the case of Example 1, since boron is further added, therefore, The size of the crystal grains is relatively small as compared with Comparative Example 1. Not only that, it can be confirmed that as the annealing treatment temperature increases, the difference in crystal grain size between Example 1 and Comparative Example 1 gradually increases.
That is, although the composition of other elements is kept constant in the Fe-Mn-Cr-Co-Ni alloy system, 0.005% by weight of boron is added to suppress the growth of crystal grains during the annealing treatment, so that the final composition is maintained. Therefore, it can be seen that it has relatively fine crystal grains as compared with Comparative Example 1.
＜２．原子探針分光分析結果＞
図２は、アニーリング処理した実施例２の原子探針分光分析の結果を示すものである。原子探針分光分析は、原子単位の元素別イメージを確認する方法で、円錐状に製作された原子探針試料（〜５０ｎｍ）に電気的パルスを加えて材料のイオン化および電気的フィールドを用いた検出により原子の分布を分析する方法である。
図２から確認されるように、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）は、全体の領域にわたってランダムに均等に分布しているのに対し、０．００４ｗｔ％添加されたボロンは特定領域に偏析していることが分かり、この領域は結晶粒界に相当する。
つまり、ボロンは、焼鈍処理時、基地に比べて相対的に高いエネルギーを有する結晶粒界に優先的に偏析することが分かる。
<2. Atomic probe spectroscopic analysis results>
FIG. 2 shows the results of atomic probe spectroscopic analysis of Example 2 which has been annealed. Atomic probe spectroscopic analysis is a method of confirming elemental images of atomic units by applying an electrical pulse to a conical atomic probe sample (~ 50 nm) and using the ionization of the material and the electrical field. This is a method of analyzing the distribution of atoms by detection.
As can be seen from FIG. 2, iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), cobalt (Co), and nickel (Ni) are randomly and evenly distributed over the entire region. , 0.004 wt% of boron was found to be segregated in a specific region, and this region corresponds to a grain boundary.
That is, it can be seen that during the annealing treatment, boron preferentially segregates at the grain boundaries having relatively higher energies than the matrix.
＜３．引張試験結果＞
図３と下記表３は、それぞれ実施例１の試験片１および４、実施例２、そして比較例１の試験片１および４、比較例２の常温引張試験結果を示すものである。
<3. Tensile test results>
FIG. 3 and Table 3 below show the test pieces 1 and 4 of Example 1, Test Pieces 1 and 4 of Comparative Example 1, and the room temperature tensile test results of Comparative Example 2, respectively.
図３と表３から確認されるように、本発明によるボロンドーピングされた高エントロピー合金の、実施例１の試験片４、実施例２、参考例３、参考例４、比較例１の試験片４および比較例２は、すべて焼鈍処理を８００℃で行ったものであって、物性を比較すれば、実施例の引張強度が、ボロンが添加されない比較例１の試験片１および４、比較例２に比べて向上して優れた機械的特性を示すことが分かる。
また、実施例１の試験片１を比較例１の試験片１と比較しても、ボロンの影響によって引張強度が大幅に向上したことが分かる。
特に、実施例１の試験片４を比較例１の試験片４と比較すれば、ボロンが添加され、降伏強度および引張強度は大幅に向上しながらも（降伏強度：２７５ＭＰａ→６５０ＭＰａ、引張強度：６３５ＭＰａ→９１０ＭＰａ）、延伸率はボロンが添加されない場合と類似の結果を示すことを確認した。
As confirmed from FIGS. 3 and 3, the test pieces of the boron-doped high-entropy alloy according to the present invention, Test Piece 4, Example 2, Reference Example 3, Reference Example 4, and Comparative Example 1 of Example 1. 4 and Comparative Example 2 were all subjected to annealing treatment at 800 ° C., and when the physical properties were compared, the tensile strength of Examples was that of Test Pieces 1 and 4 of Comparative Example 1 to which boron was not added, and Comparative Example. It can be seen that it is improved as compared with 2 and exhibits excellent mechanical properties.
Further, even when the test piece 1 of Example 1 is compared with the test piece 1 of Comparative Example 1, it can be seen that the tensile strength is significantly improved due to the influence of boron.
In particular, when the test piece 4 of Example 1 is compared with the test piece 4 of Comparative Example 1, boron is added and the yield strength and the tensile strength are significantly improved (yield strength: 275 MPa → 650 MPa, tensile strength: 635 MPa → 910 MPa), it was confirmed that the draw ratio showed similar results to the case where boron was not added.
また、実施例２の合金では、比較例２の合金に比べてボロン添加の効果から、降伏強度および引張強度が向上すると同時に延伸率も小幅増加する結果を確認した。
ボロンが０．０１％以下で添加された実施例１の試験片４および実施例２と、０．０１％を超えて添加された参考例３および参考例４とを比較すれば、参考例３および参考例４は、ボロンが過剰添加され、降伏強度、引張強度および延伸率とも減少して機械的特性をむしろ低下させることを確認した。
したがって、ＦＣＣ系高エントロピー合金の低い降伏強度を解決するための手段として、侵入型元素であるボロンを最適な範囲で添加する方法は、他の手段より効果的な機械的特性の向上方法であることを確認した。
Further, it was confirmed that in the alloy of Example 2, the yield strength and the tensile strength were improved and at the same time the draw ratio was slightly increased due to the effect of adding boron as compared with the alloy of Comparative Example 2.
Boron and the test piece 4 and Example 2 Example 1 was added at 0.01% or less, from the comparison between Reference Example 3 and Reference Example 4 was added in excess of 0.01%, Reference Example 3 In Reference Example 4, it was confirmed that boron was excessively added, and the yield strength, tensile strength, and draw ratio were all reduced, and the mechanical properties were rather lowered.
Therefore, as a means for solving the low yield strength of the FCC-based high entropy alloy, the method of adding boron, which is an penetrating element, in an optimum range is a more effective method for improving mechanical properties than other means. It was confirmed.
＜４．機械的双晶の発現＞
図４は、実施例２および比較例２による高エントロピー合金の引張変形時、機械的双晶の発現に対するｔ−ＥＢＳＤ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ−ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）分析結果を示すものである。
図４に示すように、ボロンが添加された実施例２の合金においても、ボロンが添加されない比較例２のように変形間機械的双晶が同一の水準に発現することを確認した。
したがって、ボロンを添加する場合、機械的双晶の発現を主要強化機構として有するＦＣＣ系高エントロピー合金の特性をそのまま維持しながらも、結晶粒界に偏析したボロンによってり常温機械的特性がさらに向上することが分かる。
<4. Expression of mechanical twins>
FIG. 4 shows the t-EBSD (transmission-elector backscatter diffraction) analysis results for the expression of mechanical twins during tensile deformation of the high entropy alloy according to Example 2 and Comparative Example 2.
As shown in FIG. 4, it was confirmed that even in the alloy of Example 2 to which boron was added, the mechanical twins between deformations were expressed at the same level as in Comparative Example 2 to which boron was not added.
Therefore, when boron is added, the mechanical properties at room temperature are further improved by boron segregated at the grain boundaries, while maintaining the characteristics of the FCC-based high entropy alloy having the expression of mechanical twins as the main strengthening mechanism. You can see that it does.
本発明は、上記の実施形態および／または実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で製造可能であり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施可能であることを理解するであろう。そのため、以上に述べた実施形態および／または実施例は、あらゆる面で例示的なものであり限定的ではないと理解しなければならない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and / or examples, and can be produced in various forms different from each other. You will understand that it can be implemented in other concrete forms without changing the technical ideas or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments and / or examples described above are exemplary in all respects and are not limiting.
Claims (12)
単相のＦＣＣ構造を有するボロンドーピングされた高エントロピー合金。 On a weight% basis, iron (Fe): 18-42%, manganese (Mn): 18-42%, chromium (Cr): 9-22%, cobalt (Co): 9-22%, and boron (B). : consists of 0.001% to 0.01%,
Boron-doped high entropy alloy with a single-phase FCC structure.
単相のＦＣＣ構造を有するボロンドーピングされた高エントロピー合金。 On a weight% basis, iron (Fe): 18-42%, manganese (Mn): 18-42%, chromium (Cr): 9-22%, cobalt (Co): 9-22%, boron (B): Consists of 0.001 to 0.01% and nickel (Ni): 9 to 22%
Boron-doped high entropy alloy with a single-phase FCC structure.
ボロン（Ｂ）：０．００４〜０．００５％を含む、請求項１または２に記載のボロンドーピングされた高エントロピー合金。 The alloy is
Boron (B): The boron-doped high entropy alloy according to claim 1 or 2, which comprises 0.004 to 0.005%.
結晶粒界に偏析したボロン（Ｂ）を含む、請求項１に記載のボロンドーピングされた高エントロピー合金。 The alloy is
The boron-doped high-entropy alloy according to claim 1, which contains boron (B) segregated at grain boundaries.
前記原料物質を溶解して重量％基準で、鉄（Ｆｅ）：１８〜４２％、マンガン（Ｍｎ）：１８〜４２％、クロム（Ｃｒ）：９〜２２％、コバルト（Ｃｏ）：９〜２２％、およびボロン（Ｂ）：０．００１〜０．０１％からなるインゴットを鋳造する段階と、
前記インゴットを冷間圧延させて合金材を製造する段階と、
前記合金材を焼鈍する段階と、を含み、
前記合金材は、単相のＦＣＣ構造を有するボロンドーピングされた高エントロピー合金の製造方法。 The stage of preparing raw materials for iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), cobalt (Co) and boron (B), and
By dissolving the raw material, iron (Fe): 18 to 42%, manganese (Mn): 18 to 42%, chromium (Cr): 9 to 22%, cobalt (Co): 9 to 22 % And boron (B): the stage of casting an ingot consisting of 0.001 to 0.01%, and
At the stage of cold rolling the ingot to produce an alloy material,
Including the step of annealing the alloy material,
The alloy material is a method for producing a boron-doped high-entropy alloy having a single-phase FCC structure.
前記インゴットを均質化熱処理する段階と、
前記インゴットの表面に生成された酸化物を除去する段階と、をさらに含む、請求項９に記載のボロンドーピングされた高エントロピー合金の製造方法。 After the step of casting the ingot,
The stage of homogenizing heat treatment of the ingot and
The method for producing a boron-doped high entropy alloy according to claim 9, further comprising a step of removing oxides formed on the surface of the ingot.
焼鈍温度が６５０〜１１００℃である、請求項９に記載のボロンドーピングされた高エントロピー合金の製造方法。 At the stage of annealing the alloy material,
The method for producing a boron-doped high entropy alloy according to claim 9, wherein the annealing temperature is 650 to 1100 ° C.
前記合金材の変形によって機械的双晶が形成される段階と、をさらに含む、請求項９に記載のボロンドーピングされた高エントロピー合金の製造方法。 After the step of annealing the alloy material,
The method for producing a boron-doped high entropy alloy according to claim 9, further comprising a step of forming mechanical twins by deformation of the alloy material.
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